Фізики нагріли воду лазером до 160 тисяч градусів всього за 75 фемтосекунд
Фізики зНімеччини, Швеції таСША нагріли воду задопомогою рентгенівського лазера навільних електронах іперевели їївстан теплої щільної речовини. При цьому температура рідини зросла на160 тисяч градусів за0,000000000000075секунди, щоробить розроблений вченими нагрівач найшвидшим усвіті.
Фізики з Німеччини, Швеції та США нагріли воду за допомогою рентгенівського лазера на вільних електронах і перевели її в стан теплої щільної речовини. При цьому температура рідини зросла на 160 тисяч градусів за 0,000 000 000 000 075 секунди, що робить розроблений вченими нагрівач найшвидшим у світі.
Статтю про дослідження опублікували в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Для експерименту, дослідники використовували лінійний прискорювач у Національній лабораторії SLAC (Linac Coherent Light Source). Енергія лазерного імпульсу сягнула 6,86 кілоелектронвольта, середній потік його енергії перевищував мільйон джоулів на квадратний сантиметр, а тривалість становила в різних експериментах 25 або 75 фемтосекунд (фемтосекунда = 10-15 секунд).
Після такого впливу міжатомні зв’язки в молекулах води руйнувалися, речовина сильно іонізувалася та розігрівалася до температури близько 40 тисяч кельвінів (більш короткий імпульс) або 160 тисяч кельвінів (довгий імпульс). До того ж швидкість іонів кисню зростала в кілька разів. Це вказує на те, що речовина переходила в стан плазми.
Відривання атомів водню від кисню в молекулях води під час швидкого нагрівання Матеріали дослідження / PNAS
Водночас обсяг рідини під час імпульсу змінитися не встигав, тому різко зросла швидкість зіткнень іонів, що змусило тиск в системі піднятися до кількох мільйонів атмосфер.
Таким чином, вода перейшла в незвичайний стан — теплої щільної речовини. У майбутньому вчені планують більш детально вивчити цей екзотичний стан завдяки винайденому методу швидкого розігрівання.
Теплу щільну речовину (ТЩР) не можна віднести до будь-якого з головних станів: газ, плазма, рідина та тверде тіло. Термін з'явився років тридцять тому, але активні дослідження почалися зовсім недавно. Цей стан допомагає пояснити багато космічних явищ. Наприклад, за однією з гіпотез, саме в цьому стані перебувають ядра Сатурна, Юпітера і планет в інших зоряних системах. ТЩР може утворюватися з різних речовин — від водню до металів.
Раніше ми розповідали, що в Японії запустили колайдер SuperKEKB для пошуку «чарівних кварків»
- Поділитися: