Un team di scienziato ha raggiunto un traguardo fondamentale nella fisica dei materiali, misurando con successo la temperatura degli atomi in materia calda e densa. L'esperimento, condotto presso il SLAC National Accelerator Laboratory, ha utilizzato il laser MEC per surriscaldare un campione d'oro a 19.000 Kelvin, una temperatura oltre 14 volte superiore al punto di fusione dell'oro, senza che il materiale perdesse la sua struttura solida. Questa scoperta, pubblicata sulla rivista Nature, ha impiegato una nuova tecnica di spettroscopia laser per misurare direttamente la velocità degli atomi, fornendo una determinazione precisa della temperatura del sistema, superando le limitazioni delle tecniche precedenti che si basavano su modelli complessi.
I risultati indicano che il riscaldamento estremamente rapido, ottenuto tramite impulsi laser ultrabrevi di 45 femtosecondi, può impedire l'espansione del materiale, permettendogli di mantenere la sua integrità strutturale anche a temperature estreme. Questo fenomeno sfida la teoria della "catastrofe entropica", consolidata da quattro decenni, che prevedeva un limite superiore per il superriscaldamento dei solidi a circa tre volte il loro punto di fusione. I ricercatori suggeriscono che, riscaldando i materiali con sufficiente rapidità, questo limite potrebbe essere molto più alto o addirittura inesistente.
Questa ricerca non solo fornisce uno strumento innovativo per misurare la temperatura in condizioni estreme, ma ridefinisce anche la nostra comprensione dei limiti termodinamici dei materiali. La capacità di studiare la materia in condizioni estreme, come quelle presenti nei nuclei planetari o nelle stelle, è fondamentale per far progredire la nostra conoscenza dell'universo e per sviluppare tecnologie avanzate come la fusione nucleare. La nuova tecnica di misurazione diretta della temperatura degli atomi supera le stime precedenti con ampi margini di errore, aprendo nuove prospettive per la ricerca in campi come la fisica dei pianeti e l'energia da fusione.