Машины-монстры: Самый быстрый «водонагреватель» в мире — 100 тысяч градусов менее, чем за 0.1 пикосекунды

Лазер LCLS

Ученые использовали один из самых мощных рентгеновских лазеров, Linac Coherent Light Source (LCLS), для того, чтобы нагреть воду от нормальной температуры до 100 тысяч градусов Цельсия за время, меньшее одной десятой доли пикосекунды. Благодаря этому лазер LCLS можно назвать самым быстрым в мире «водонагревателем», который способен поместить воду в экзотическое состояние материи, через что ученые пытаются узнать нечто новое о свойствах одного из самых изученных веществ на Земле.

Сверхкороткие импульсы рентгеновского излучения, вырабатываемые лазером на свободных электронах LCLS, были нацелены на воду, текущую тонкой струйкой. Процесс нагрева воды в данном случае кардинально отличается от ее нагрева при помощи традиционного нагревателя. Рентгеновское излучение выбивает свободные электроны из молекул воды, что нарушает баланс электрических зарядов. Атомы, потерявшие электрон, начинают отталкиваться друг от друга и разгоняются до высоких скоростей, что равнозначно повышению их температуры.

В результате описанных выше процессов, менее чем за 75 фемтосекунд (0.000 000 000 000 075 секунды) вода переходит из жидкого состояния в состояние плазмы. Напомним нашим читателям, что плазма — это своего рода газ, состоящий из свободных электронов и ионов. Но самым интересным является то, что вода, уже превратившаяся в плазму, короткое время продолжает пребывать в жидком состоянии, ведь у атомов еще попросту не было времени на то, что бы разлететься, сформировав облако газа.

Молекулы воды

Проведенные учеными измерения показывают, что вода сохраняет свою структуру на протяжении 25 фемтосекунд после «удара» импульсом лазера. Но уже через 75 фемтосекунд структура воды претерпевает кардинальные изменения. В настоящее время ученые занимаются составлением математической модели процессов, происходящих в воде во время столь быстрых превращений, и наличие такой модели сможет пролить в будущем свет на некоторые другие явления, в которых принимает участие вода.

Ученые считают, что вода в подобном состоянии может пребывать где-то в недрах газовых гигантских планет, подобных Юпитеру. Но на Земле нигде нет подходящих условий для того, чтобы вода могла пребывать там в состоянии «жидкой плазмы».

Машины-монстрывсе о самых исключительных машинах, механизмах и устройствах в мире, от громадных средств уничтожения себе подобных до крошечных точнейших устройств, механизмов и всего того, что находится в промежутке между ними.

Share Button

Материалы по теме:

Большой Адронный Коллайдер установил новый рекорд яркости протонных лучей
В пятницу прошлой недели в недрах Большого Адронного Коллайдера (БАК) были произведены одни из последних в этом году столкновений лучей протонов. Этим событием был ...
Ученым удалось создать миниатюрный ключевой компонент будущего квантового компьютера
Группа исследователей из Сиднейского университета, Сэнфордского университета и компании Microsoft добилась успеха в создании миниатюрного варианта одного из ключевых компонентов, используемых в технологиях квантовых ...
Ученые создали самые маленькие капли жидкости во Вселенной, которые подчиняются исключительно законам квантовой механики
Группа ученых-физиков из Института фотонных наук (Institute of Photonic Sciences, ICFO), Барселона, Испания, создала капельки жидкости, которые в 100 миллионов раз меньше обычных капелек ...
Начал работу самый большой и мощный в мире рентгеновский лазер
4 сентября 2017 года состоялось официальное включение в работу самого большого и самого мощного на сегодняшний день рентгеновского лазера на свободных электронах European X-ray ...
Создан новый метод оптического измерения расстояния, работающий с рекордно высокой скоростью
Основанная на микрорезонаторах оптическая частотная гребенка позволяет осуществлять чрезвычайно точное измерение расстояний с рекордной на сегодняшний день скоростью, которая составляет 100 миллионов измерений в ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика