fbpx

Фізики нагріли воду до 100 000 °C за 0,000000000000075 секунди

17 Травня 2018
наука

Міжнародна команда науковців підігріла воду за допомогою лазера і перетворила її на плазму. Температура рідини зросла до 100 тис. °C всього за 75 фемтосекунд, що робить розроблений вченими нагрівач найшвидшим у світі.

Фізики з Німеччини, Швеції та США використали рентгенівський лазер на вільних електронах LCLS в Національній прискорювальній лабораторії SLAC, впливаючи інтенсивними та короткими спалахами рентгенівських променів на струмінь води. Зазвичай при нагріванні молекули просто «струшуються» сильніше та сильніше, як каже один з авторів роботи. На молекулярному рівні тепло – це рух: чим гарячіше, тим швидше рухаються молекули. Енергійне рентгенівське випромінювання діє по-іншому: воно видаляє електрони з молекул води, атоми ж раптово починають інтенсивно рухатися.

За менш ніж 75 фемтосекунд (0,000000000000075 секунд) вода робить фазовий перехід від рідини до плазми, стану матерії, при якому електрони видалені з атомів і знаходяться у вільному стані, що породжує свого роду електрично заряджений газ. Примітно, що структурних змін у воді не відбувалося до 25 фемтосекунд після того, як рентгенівський імпульс починає бити по ній. Але при 75 фемтосекунд зміни вже очевидні.

«Поки вода перетворюється з рідини на плазму, її щільність все ще залишається такою ж, як у рідкої води, оскільки в атомів не було часу значно просунутися», – зазначає один з авторів дослідження Олоф Йонссон з Уппсальського університету.

Отримані результати мають велике значення для майбутніх досліджень Центру наук про воду. Вони можуть бути використані й на практиці, бо рентгенівські лазери часто застосовують для дослідження атомної структури крихітних зразків. До того ж, знання про те, як поводиться вода при нагріванні лазером, важливі для будь-якого експерименту з рідинами.

17 Травня 8:23
наука
Найцiкавiше на сайтi