Учені з Національної лабораторії лінійних прискорювачів SLAC вперше провели відстеження надшвидких структурних змін кільцевих молекул газоподібного речовини під час його вибуху. Така надшвидкісна зйомка дозволяє вивчати в реальному часі процеси, час протікання яких вимірюється одиницями, десятками і сотнями фемтосекунд, мільйонних часток від мільярдної частки секунди. І розроблена вченими технологія зйомки відкриває двері широкому колу досліджень хімічних реакцій, деякі з яких відіграють основну роль у біологічних процесах, що визначають функціонування всіх живих організмів на Землі.»Це саме те, для чого спочатку створювався надшвидкий рентгенівський джерело LCLS. Завдяки йому, ми в реальному часі можемо спостерігати, як прямо на наших очах відбуваються деякі хімічні перетворення те , що неможливо побачити ніяким іншим методом» — розповідає Майк Минитти (Mike Minitti), вчений з лабораторії SLAC, — «Але те, чого нам вдалося добитися сьогодні, ще не повністю розкриває всі можливості джерела LCLS, в майбутньому ми зможемо відстежувати аж до атомарного рівня ще більш складні реакції, в яких задіяні молекули з більш складною структурою».У своїх дослідженнях вчені використовували молекули 1,3-cyclohexadiene (CHD), маленькі кільцеві органічні молекули речовини біологічного походження. Під час експерименту вчені відстежували те, як одна із зв’язків кільця розривається і кільце розгортається в лінійну структуру. Для цього вчені перевели молекули CHD в збуджений енергетичний стан за допомогою імпульсів ультрафіолетового лазера, що послужило поштовхом для початку процесу структурних змін. Потім на ці молекули були «наведені» надзвичайно короткі імпульси рентгенівського лазера LCLS, що йшли через строго певні тимчасові інтервали.В результаті цього вчені зібрали більше 100 тисяч «стробоскопічних» знімків, на яких фіксувалася розсіяне електронами і ярами атомів молекули змінюється рентгенівське випромінювання. Ці дані були пропущені через спеціальні алгоритми комп’ютерного моделювання, які виявили найбільш вірогідні процеси розплутування молекули протягом перших 200 фемтосекунд після початку процесу. Ці моделі демонструють весь процес в найдрібніших деталях, аж до рухів та переміщень окремих атомів.Кожен кадр відокремлює від попереднього часовий інтервал в 25 квадриллионных часток секунди, що приблизно в 1.3 трильйона разів швидше, ніж частота кадрів, з якою ведеться звичайна відеозйомка. «Це є чудовим досягненням, що дозволяє спостерігати молекулярні зміни і руху з такою неймовірною тимчасової роздільною здатністю» — розповідає Майк Минитти.»Ці дослідження є відправною точкою для досліджень, пов’язаних з великими і складними молекулами, що допоможе нам зрозуміти всі тонкощі складних процесів, що відіграють найважливішу роль у всій навколишнього нас біохімії» — завершив Майк Мінітті.