Опубликованы первые результаты работы гигантского лазера XFEL

Физики рассказали о первых результатах исследований структур биологических веществ при помощи Европейского рентгеновского лазера на свободных электронах (XFEL). Новая установка впервые позволила получать информацию о строении молекул с частотой свыше миллиона раз в секунду. Статья с описанием работы опубликована в журнале Nature Communications.

Строение сложных веществ ученые исследуют в основном с помощью рентгеноструктурного анализа — метода, который базируется на том, что высокоэнергетические фотоны рассеиваются на трехмерной кристаллической решетке. Подобные фотоны ученые получают с помощью лазеров на свободных электронах — в виде когерентного излучения. Существовавшие до недавнего времени установки могли производить лишь около 100 импульсов излучения в секунду, что существенно замедляло проведение экспериментов и ограничивало количество изученных структур.

Ученые рассказывают о результатах работы с новой установкой XFEL, которая, в отличие от лазеров предыдущего поколения, создана с использованием сверхпроводников. Этот прибор, введенный в строй в прошлом году, позволяет нарастить частоту импульсов на несколько порядков. При этом их длительность и пиковая яркость остаются на прежнем уровне. В связи с тем, что соседние импульсы приходят с очень небольшими временными промежутками, физики опасались, что ударные волны в веществе от первой группы фотонов будут искажать данные, полученные при помощи следующих, однако оказалось, что эти трудности можно преодолеть.

«В нашей статье показывается, что при текущих условиях ударные волны от одного импульса XFEL не влияют на взаимодействие образца со следующими импульсами даже с учетом того, что следующий попадает всего через одну миллионную долю секунды», — говорит соавтор работы Томас Барендс из Института медицинских исследований Общества Макса Планка (Германия).

Авторы изучали кристаллы фермента лизоцима и смесь белков из канавалии мечевидной (Canavalia ensiformis) — растения семефства бобовые. Собранные данные оказались высокого качества, подходящего для детального анализа, что позволило установить строение соединений. Ученые уверены, что возможности установки позволят проводить эксперименты намного быстрее и исследовать гораздо больше веществ. Это пригодится как для целей фундаментальных наук, таких как физика или биохимия, так и для прикладных разработок, например, новых лекарств, аккумуляторов или средств хранения информации.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.