Röntgenbundel herschikt kristalstructuur | Nieuws | ScienceLink
Röntgenbundel herschikt kristalstructuur
Arjen Dijkgraaf2016-09-15T11:50:00+01:00
Licht materialen door met iets te harde röntgenstraling en je loopt kans dat je ineens een totaal nieuwe kristalstructuur ziet ontstaan. Kristallografen hielden het voor onmogelijk maar ze hebben het nu echt zien gebeuren, schrijven ze in Science Advances.
Eerste auteur Brian Abbey, van La Trobe University in Australië, vergelijkt het met een walnoot die door een klap met een voorhamer verandert in een amandel, in plaats dat hij in kleine stukjes vliegt.
De voorhamer was in dit geval de nieuwe XFEL vrije-elektronenlaser van Stanford University in de VS. Daar komen korte, sterk gefocuste röntgenpulsen uit. Bij dit experiment duurden ze 32 femtoseconden en bestreken ze minder dan 300 vierkante nanometer. Maar elke puls bevatte ruwweg 1012 fotonen en zolang het duurde was de straling acht ordegroottes intenser dan de bundel uit het gemiddelde synchrotron.
Als walnoot dienden nanokristalletjes die bestonden uit C60-buckyballs. Normaal zien deze moleculen er uit als een voetbal. Maar onder de röntgenbundel zag je het diffractiepatroon veranderen in dat van het type bal dat ze bij Australian football gebruiken - zoiets als een rugbybal dus. Kennelijk was de hele molecuulstructuur gewijzigd.
Achteraf hebben de Australiërs berekend dat de intensiteit van de bundel voldoende is om binnen een paar femtoseconden elke C60 in zo'n kristal minstens één keer te ioniseren. Gek genoeg leidt dat niet tot chaos binnen het kristal maar tot een herordening van de elektronenverdeling, waarbij alle moleculen in het kristal tegelijk van vorm veranderen. De auteurs speculeren dat het alleen maar kan vanwege de hoge mate van symmetrie in C60-moleculen.