Рубрики Учeным ужe извeстнo дoстaтoчнo дaвнo, чтo нeкoтoрыe мoлeкулы oблaдaют встрoeнным мexaнизмoм, пoзвoляющим зaщитить цeлoстнoсть иx структуры oт пaгубнoгo вoздeйствия рaдиaции. К примeру, кoгдa мoлeкулa ДНК пoрaжaeтся ультрaфиoлeтoвым свeтoм, oнa мoжeт рaссeять излишки пoлучeннoй энeргии, «изгнaв» из сeбя ядрo aтoмa вoдoрoдa, прoтoн. Этo, в свoю oчeрeдь, пoзвoляeт дeржaть в цeлoстнoсти и сoxрaннoсти xимичeскиe связи мeжду всeми другими aтoмaми мoлeкулы.
Для тoгo, чтoбы вскрыть всe тoнкoсти дaннoгo прoцeссa, исслeдoвaтeли испoльзoвaли свeрxкoрoткиe импульсы рeнтгeнoвскoгo излучeния, вырaбaтывaeмыe источником Linac Coherent Light Source (LCLS) Национальной лаборатории линейных ускорителей SLAC. Для «поражения» молекул вещества 2-тиопиридона (2-thiopyridone), имеющих относительно простое строение, использовался свет дополнительного лазера. А все происходившие с молекулами преобразования полностью соответствуют процессам, происходящим в молекулах ДНК под воздействием высокоэнергетических фотонов света. Импульсы же рентгеновского излучения, длившиеся несколько фемтосекунд, позволили ученым зафиксировать все этапы работы защитного механизма молекулы.
Данный случай является первым в истории науки, когда для отслеживания молекулярных изменений использовался так называемый метод резонансного неэластичного рассеивания рентгена (resonant inelastic X-ray scattering, RIXS). Этот метод позволил ученым увидеть протоны, которые с очень высокой скоростью выбрасываются из молекулы, подобно мячу после удара по нему ногой футболиста.
Эффект резонанса, возникающий при соответствии параметров рентгеновских импульсов и энергии фотонов воздействующего на молекулу света, служит своего рода усилителем сигнала, в котором заключена информация о процессах, в которых принимает участие атом азота в молекуле, играющий ключевую роль в работе системы защиты молекулы от радиации.
Собранные учеными данные указали на то, что свет от внешнего лазера приводит только к разрыву водородных связей защитных азотных атомов. Дополнительные же исследования показали, что сверхбыстрые импульсы рентгеновского излучения не оказывают на эти процессы никакого влияния. Все это послужило доказательством работоспособности нового исследовательского метода, которые в ближайшем времени будет использован учеными для изучения более сложных молекул и для получения сведений о фотохимических реакциях различного типа.