Ученые подвергли образец кристаллов, известных как бакминстерфуллерен или баккиболлы, интенсивному свету, излучаемому первым в мире жестким рентгеновским лазером на свободных электронах (XFEL), базирующимся в Стэнфордском университете в США. Молекулы имеют сферическую форму, образующую узор, напоминающий панели на футбольном мяче.Свет от XFEL примерно в миллиард раз ярче, чем свет, генерируемый любым другим рентгеновским оборудованием — даже свет от австралийского синхротрона бледнеет по сравнению с ним.
Поскольку другие источники рентгеновского излучения доставляют свою энергию намного медленнее, чем XFEL, все предыдущие наблюдения показали, что рентгеновские лучи беспорядочно плавят или разрушают кристалл. Ранее ученые предполагали, что XFEL будут делать то же самое.Однако результат экспериментов XFEL на Buckyballs оказался совсем не таким, как ожидали ученые. Когда интенсивность XFEL превышала критическую точку, электроны в баккиболах спонтанно меняли свое положение, полностью изменяя форму молекул.
Каждая молекула в кристалле изменилась с формы футбольного мяча на форму мяча AFL одновременно. Этот эффект дает на детекторе совершенно разные изображения. Это также изменило оптические и физические свойства образца.«Это было все равно что разбить грецкий орех кувалдой, и вместо того, чтобы разрушить его и разбить на миллион частей, мы вместо этого создали другую форму — миндаль!» Доц. — сказал профессор Эбби.
«Мы были ошеломлены, это первый случай в мире, когда рентгеновский свет эффективно создал новый тип кристаллической фазы», - сказал доцент Куини из школы физики Мельбурнского университета.«Хотя он остается стабильным только в течение крошечной доли секунды, мы заметили, что физические, оптические и химические характеристики образца резко изменились по сравнению с его первоначальной формой», — сказал он.«Это изменение означает, что, когда мы будем использовать XFEL для экспериментов с кристаллографией, нам придется изменить способ интерпретации данных.
Результаты дают 100-летней науке кристаллографии новое захватывающее направление», — сказал доцент. — сказал профессор Эбби.«В настоящее время кристаллография — это инструмент, используемый биологами и иммунологами для исследования внутренней работы белков и молекул — машин жизни. Возможность увидеть эти структуры по-новому поможет нам понять взаимодействия в человеческом теле и может открыть новые возможности для разработки лекарств ".