科學家實驗創舉：黃金加熱至熔點14倍仍呈固態，顛覆物理學理論
编辑者： Tetiana Martynovska 17
一項劃時代的實驗挑戰了物理學界數十年的理論。美國國家加速器實驗室（SLAC National Accelerator Laboratory）的Bob Nagler領導的團隊，利用超快X射線雷射脈衝瞬間加熱極薄的金箔，成功將黃金加熱至約攝氏18,700度，相當於其熔點的14倍，但黃金卻未呈現液態。此研究發表於《自然》（Nature）期刊，顛覆了傳統認為固體在加熱至約熔點三倍時會因「熵災難」而轉變為液態的理論。該團隊透過將加熱速度提升至每秒6 x 10¹⁵開爾斯，在數十億分之一秒內使金原子劇烈振動，但其晶體結構來不及崩潰或擴張，從而維持了固態。這種極速加熱方式使黃金在遠超預期的溫度下仍能保持結構穩定性。
這項突破不僅推翻了舊有理論，更為精確測量極端高溫環境下的物質狀態提供了新方法。過去，科學家在研究行星核心或恆星環境等極端條件下的物質時，常面臨溫度測量不準確的問題。此實驗採用的技術透過分析雷射散射的頻率變化，能直接測量原子振動速度，進而精確得知溫度，這對於理解宇宙中的極端現象至關重要。此研究成果對材料科學、天體物理學及核融合能源等領域具有深遠影響，例如在核融合反應爐設計中，了解物質在極端溫度和壓力下的行為至關重要。此外，這項技術也可能應用於開發更先進的太空船隔熱材料或電子元件，科學家們正積極探索將此技術應用於其他材料和更廣泛的科學研究，以揭示更多物質在極端條件下的奧秘。
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來源
ScienceDaily
Nonlinear absorption of an X-ray pulse during the formation of warm dense matter | Nature Physics
Scientists heat gold to 14 ...
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