一项开创性的研究利用斯坦福线性加速器国家加速器实验室（SLAC）的MEC激光器，成功精确测量了高温高密度物质中的原子温度，这一成就标志着材料物理学领域的一大进步。
研究人员将一块金样品加热到19,000开尔文（约合18,726摄氏度），远超其熔点1337.57开尔文。此次实验挑战了已有约40年历史的“熵灾难”理论，该理论认为固体在达到某个临界温度后必然会熔化。研究团队发现，通过使用皮秒级的超快激光脉冲在极短时间内将能量注入金样品，可以在不发生相变的情况下，极大地提高其温度并保持其固态结构。这表明，如果加热速度足够快，超加热材料的温度可能没有固定上限。
这项发表在《自然》杂志上的研究，利用SLAC的MEC（极端条件物质）仪器，该仪器结合了高功率光学激光和先进的X射线探测技术，能够直接测量物质的原子温度。研究团队通过分析X射线散射的频率变化来推断原子振动的速度，进而精确测定物质的温度。这种新方法能够测量从1,000到500,000开尔文的原子温度，解决了长期以来在研究类地行星核心、恒星内部以及聚变反应堆等极端环境下物质状态时，温度测量不精确的难题。此前，这些环境下的温度估算通常伴随巨大的误差范围，限制了理论模型的准确性。
该研究不仅为材料科学和物理学基础理论提供了新见解，也对能源、天体物理和行星科学等领域具有重要意义。例如，在惯性约束聚变研究中，了解燃料靶在不同温度下的状态变化对于优化设计至关重要。此外，理解材料在极端热应力下的行为，有助于设计更高效、更耐用的机械设备，以及开发能在极端环境下运行的新型机器人技术。这项工作为未来探索更极端的物质状态和开发前沿技术奠定了基础。