05.15 世界最快熱水器:加熱水到10萬攝氏度不到百萬分之一秒

世界最快熱水器:加熱水到10萬攝氏度不到百萬分之一秒

X射線激光將水從室溫加熱到10萬攝氏度,令水產生一種奇特狀態

科學家們使用強大的X射線激光將水從室溫加熱到10萬攝氏度,時間不到十分之一皮秒(百萬分之一秒)。這個實驗裝置可以被看作是世界上最快的熱水器,它產生了一種奇特的水狀態。

瑞典DESY和烏普薩拉大學自由電子激光科學中心(CFEL)的Carl Caleman團隊在《美國國家科學院院刊 》( PNAS )上報告了其發現。

Caleman說:“這不是通常的水加熱方式,在分子水平上,熱量是運動,熱量越大,分子的運動越快。我們在美國SLAC國家加速器實驗室,利用X射線自由電子激光直線加速器對水進行加熱。充滿活力的X射線將電子從水分子中擊出,從而破壞其電荷的平衡,所以,突然間,原子就會感受到強烈的排斥力,並開始劇烈運動。在不到75飛秒的時間內,水經歷了從液體到等離子體的相變。等離子體是電子已經從原子中去除的物質狀態,這是一種帶電的氣體。”

烏普薩拉大學的OlofJönsson說:“當水從液體轉變為等離子體時,它仍然保持在液態水的密度,因為原子沒有時間進行移動。這種奇特的物質狀態在地球上是無法找到的。它具有與太陽中的一些等離子體和木星相似的特性,但密度較低,同時比地球核心還熱。”

研究人員希望以此更多瞭解水的特性。這些觀察結果對於用X射線激光探測生物和許多其他樣品也有實際用途。

Jönsson表示:“水真的是一種奇怪的液體,水的特性,比如密度,熱容量和熱導率,都異於常物。如果沒有水,地球上的許多東西不會像誕生,尤其是生命。”


分享到:


相關文章: