Šo parādību varēja novērot tikai dažas triljonās sekundes daļas. Tomēr tas izrādījās pietiekami, lai atspēkotu “entropijas katastrofas” teoriju.
Saturs
Starptautiska zinātnieku grupa veiksmīgi uzkarsēja zeltu līdz temperatūrai, kas pārsniedz 18 700 grādus pēc Celsija, tādējādi atspēkojot fizikas teoriju, kas pastāvēja desmitiem gadu. Eksperiments, kas veikts Lielbritānijā SLAC laboratorijā Kalifornijā, pārvērta zeltu stāvoklī starp cietu un šķidru, kas pazīstams kā pārkaršana.
Šis fenomens, kas novērots tikai dažas triljonās sekundes daļas, parādīja, ka noteiktos apstākļos zelts var izturēt temperatūras, kas ievērojami pārsniedz tā viršanas punktu, 1064 grādiem pēc Celsija. Pretēji visām prognozēm, materiāls neizjuka uzreiz, kā to prasa entropijas katastrofas teorija (dabiska sistēmu tendence attīstīties lielākas nekārtības un haosa virzienā), kas ietverta otrajā termodinamikas likumā. Tas liecina, ka šī pieņemtā temperatūras robeža varbūt nav tik universāla, kā tika uzskatīts iepriekš.
Novatoriska metode ekstremālu temperatūru mērīšanai
Sasniegums ir ne tikai šo rekordaugsto temperatūru sasniegšana, bet arī tas, ka izdevās precīzi izmērīt šo ekstremālo vielas stāvokli . Lai to panāktu, pētnieki apstaroja zeltu ar rentgenstariem pēc lāzera iedarbības. Analizējot šo staru izkliedi , viņi spēja aprēķināt gan temperatūru, gan atomu ātrumu ar iepriekš neredzētu precizitāti.
«Mēs par temperatūru zinām jau daudzus gadsimtus, bet nekad to neesam mērījuši tieši», — paskaidroja Bobs Naglers , SLAC pētnieks un viens no pētījuma vadītājiem, preses relīzē . Šī jaunā pieeja ļaus mums pētīt tādas vides kā zvaigžņu centrs, termiskā kodolreaktora iekšējā telpa vai kosmosa kuģa siltuma ekrāns, kur precīza reālo apstākļu reproducēšana ir izšķiroša nozīme.
Modelis, kas pārspēj eksperimentālo realitāti
Papildus teorētiskajiem sasniegumiem, kas aprakstīti rakstā, kas publicēts žurnālā Nature, šai tehnoloģijai ir ievērojams praktiskais potenciāls. Zelta jau izmanto termiskās sintēzes eksperimentos rentgenstarojumu ģenerējošās ierīcēs. Spēja precīzi noteikt temperatūru, kādā darbojas šie elementi, ir būtiska to darbības optimizācijai un efektīvāku enerģijas avotu izstrādei.
Tomass Vaits , Nevadas Universitātes fiziķis un galvenais pētījuma autors, apstiprināja, ka grupa pašlaik strādā ar citiem metāliem, piemēram, sudrabu un dzelzi , kuru pirmie rezultāti ir tikpat daudzsološi. “Mēs domājam par eksperimentu veikšanu, kas ir tieši saistīti ar termiskās kodolsintēzes procesu,” norādīja Vaits, “kas varētu atvērt jaunas pētījumu jomas materiālu izstrādē, kas ir izturīgi pret ekstremāliem apstākļiem.”
Līdz šim tika uzskatīts, ka viela nevar pārsniegt trīskāršu viršanas temperatūru, nezaudējot savu struktūru . Tomēr eksperiments ievērojami pārsniedza šo robežu, sasniedzot 18 700 grādus pēc Celsija bez tūlītējas zelta iznīcināšanas. Šis rezultāts liek mums pārskatīt teorētiskos pamatus fāžu pāreju un cietvielu stabilitātes izpratnei ekstremālos temperatūras apstākļos.
“Es esmu ļoti pateicīgs, ka mans darbs ir apstarot priekšmetus ar lāzeriem, atklājot jaunus fizikas likumus,” neuzkrītoši teica Vaits. Šis teikums atspoguļo atklājuma mērogu: šķietami neapgāžamas robežas iznīcināšana un jaunas paradigmas atklāšana materiālu, kas pakļauti ekstremālu temperatūru ietekmei, pētniecībā.
