Niezwykłe odkrycie. Złoto pozostaje stałe nawet w temp. 19 000 st. C.
Wyniki eksperymentu, podczas którego złoto zostało podgrzane do ekstremalnych temperatur, wywracają do góry nogami dotychczasowe rozumienie fizyki i topnienia ciał stałych. Naukowcy zaobserwowali, że pomimo osiągnięcia temperatur sięgających 19 000 stopni Celsjusza, złoto nie przeszło w stan ciekły.
Po ostatnim badaniu fizycy muszą na nowo przemyśleć to, co od 40 lat uznawano za pewnik. Eksperyment przyniósł nieoczekiwane wyniki.
Nowe spojrzenie na złoto
Zwykle złoto topi się w temperaturze lekko ponad 1000 st. Celsjusza. Jest to wyższa wartość niż świeżej lawy z wulkanu, która zaczyna się od około 700 stopni.
Kiedy jednak naukowcy prześwietlili laserem nanometrową próbkę złota i podgrzali ją do prawie 19 000 stopni Celsjusza, metal się nie stopił. Badacze nie spodziewali się takiego efektu, który obalił 40 lat wiedzy fizyki na temat ograniczeń temperaturowych materiałów stałych.
Temperatura ta znacznie przekroczyła granicę, w której złoto powinno się stopić. Po jej osiągnięciu teoretycy przewidywali, że materiał będzie ciekły, tymczasem obalono tę prognozę.
Jednym z wytłumaczeń tego zjawiska może być fakt, że złoto nagrzało się bardzo szybko - laser naświetlał je przez zaledwie 45 femtosekund, czyli 45 biliardowych części sekundy. To było zbyt szybkie, by pozwolić materiałowi na roztopienie się.
Fizyk Sheng-Nian Luo, który nie brał udziału w badaniu, wyraził swoje wątpliwości co do tego eksperymentu, twierdząc, że złoto było zjonizowanym ciałem stałym ogrzanym w sposób, który mógł spowodować wysokie ciśnienie wewnętrzne, więc wyniki mogą nie mieć zastosowania do normalnych ciał stałych pod normalnym ciśnieniem.
Autorzy badania wątpią jednak w tę teorię.
- Ekstremalnej temperatury złota nie da się racjonalnie wyjaśnić wyłącznie tymi efektami - powiedział członek zespołu badawczego, Thomas White. - Skala zaobserwowanego przegrzania sugeruje autentycznie nowy stan rzeczy.
Jak zmierzono temperaturę złota?
Zespół użył do tego innego lasera - najpotężniejszego na świecie lasera rentgenowskiego o długości trzech kilometrów, który przyśpiesza elektrony do ponad 99 proc. prędkości światła, a następnie przebija je przez falujące pola magnetyczne, tworząc bardzo jasną wiązkę biliona fotonów rentgenowskich. Urządzenie to jest akceleratorem liniowym i znajduje się w Narodowym Laboratorium Akceleratorów SLAC w Kalifornii.
- Największym trwałym wkładem będzie to, że teraz mamy metodę naprawdę dokładnego pomiaru tych temperatur - stwierdził Bob Nagler, który brał udział w badaniu.
W przyszłości naukowcy chcą wykorzystać tę technikę do mierzenia innych materiałów, również tych naśladujących wnętrza gwiazd i planet. Do tej pory nie było to możliwe.
