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:

Интенсивный лазерный свет позволил ученым создать «оптическую ракету»
В своих последних экспериментах ученые из университета Небраски-Линкольна (University of Nebraska-Lincoln) при помощи импульсов интенсивного лазерного света создали сгустки электронной плазмы, которые после этого ...
Квантовая механика дала весьма неожиданное решения парадокса «курица или яйцо»
Известный большинству людей парадокс, формулирующийся фразой "что появилось первым - курица или яйцо?", был предложен философами Древней Греции для описания одной из проблем, связанных ...
Созданы самые точные на сегодняшний день оптические часы
Исследовательская группа из университета Аделаиды (University of Adelaide), Австралия, удостоилась престижной премии Eureka Prizes за разработку того, что можно назвать самыми точными оптическими часами ...
Обнаружен пятый тип распада бозона Хиггса на другие элементарные частицы
Исследователи из Принстонского университета объявили о том, что им удалось отследить пятый, самый очевидный и распространенный путь, которым бозона Хиггса распадаются на другие элементарные ...
Антиматерия, находящаяся в свободном падении, позволит ученым изучить ее взаимодействие с силами гравитации
На страницах нашего сайта мы неоднократно рассказывали об одной из фундаментальных космологических загадок современной науки, согласно теории, в момент Большого Взрыва во Вселенной образовалось ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика