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:

Создан сверхлегкий керамический материал, который станет защитой космических кораблей и аппаратов следующих поколений
Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и восьми других научно-исследовательских институтов совместными усилиями создали чрезвычайно легкий и механически устойчивый аэрогельный материал, в основе которого ...
Учеными создан принципиально новый тип магнита, который не должен существовать согласно теории
Обычные магниты состоят из крошечных частичек, магнетизм которых выровнен в одном направлении, за счет чего и создается магнитное поле. Направление магнетизма каждой частицы, магнитного ...
Физикам удалось получить каплю сверхэкзотической «электронной жидкости»
Бомбардируя сверхтонкий "бутерброд" из полупроводниковых материалов мощными, но короткими импульсами лазерного света, ученые-физики из Калифорнийского университета получили каплю квантовой "электронной жидкости", обладающей рядом уникальных ...
WATCHMAN — подземный датчик, способный удаленно контролировать каждую атомную станцию в мире
В недрах 1.1-километрвой шахты ICL Boulby, расположенной в Норт-Йоркшире, Великобритания, будет построен новый 6 500-тонный датчик WATCHMAN, способный улавливать и измерять параметры частиц антинейтрино, ...
Ученые впервые получили лазерный свет, имеющий форму фракталов
Фракталы каждый из нас видит в окружающем нас мире по многу раз за один день, даже не подозревая об этом. Раковина улитки, листья растений ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика