يقوم الذهب بشيء غير متوقع عندما تتجاوز نقطة الانصهار: ScienceAlert

يظل الذهب صلبًا تمامًا عندما يتم تسخينه لفترة وجيزة إلى ما وراء الحدود التي تم افتراضها مسبقًا ، وفقًا لتقارير دراسة جديدة ، مما قد يعني إعادة تقييم كاملة لكيفية تصرف المادة في ظل الظروف القاسية.

استخدم الفريق الدولي من العلماء وراء الدراسة انفجارات ليزر مكثفة للغاية لدفع شظايا رقيقة من الذهب بعد حدود معروفة باسم كارثة إنتروبيا؛ النقطة التي يصبح فيها الصلبة ساخنة للغاية لمقاومة الذوبان. إنها مثل نقطة انصهار ، ولكن بالنسبة لحالات الحافة التي لا تكون فيها الفيزياء تقليدية.

في ظاهرة تسمى تحطيم، يمكن تسخين المادة الصلبة بسرعة كبيرة بحيث يكون لذراتها أن تدخل وقتًا سائلًا. يمكن أن تظل البلورات سليمة ما وراء نقطة الانصهار القياسية ، وإن كانت لفترة قصيرة جدًا من الوقت.

متعلق ب: تدعي شركة ناشئة الولايات المتحدة أنها يمكن أن تجعل الذهب باستخدام تقنية الاندماج

عادة ، يُعتقد أن كارثة الانتروبيا هي ثلاث مرات نقطة الانصهار القياسية. باستخدام طريقة جديدة لحساب طاقة الأشعة السينية المنعكسة لقياس الطاقة الحرارية الممتصة بدقة ، وجد الفريق أن الذهب يمكن تسخينه 14 مرة قبل أن يقللها أخيرًا.

من المدهش كما يبدو ، النتائج لا تكسر أي شيء قوانين الديناميكا الحرارية – يظهرون فقط أن ردود الفعل في بعض الأحيان تحدث بسرعة كبيرة لقوانين الديناميكا الحرارية للتقدم. يبدو أن الذرات الموجودة داخل الذهب ليس لها مكان للانتقال إليها لفترة وجيزة من الوقت ، مما يسمح لتبديد الطاقة الحرارية قبل أن تفسح الهيكل.

تمكن الباحثون من الوصول إلى 19000 من كلفن (أي حوالي 18700 درجة مئوية أو ما يزيد قليلاً عن 33700 درجة فهرنهايت) ، مع الاحتفاظ بالذهب بنيته الصلبة لأكثر من 2 picoseconds (بيكوسكوند هو تريليون من الثانية) – لفترة كافية لدفع الباحثين إلى استعادة النماذج الحالية.

“هذا القياس لا يتجاوز فقط الحدود المتوقعة سابقًا لكارثة الانتروبيا ، ولكنها تشير أيضًا إلى وجود عتبة أعلى بكثير في تحطيم المواد الصلبة ، وبالتالي إعادة كتابة الفهم الأساسي لاستقرار المرحلة الصلبة في ظل الظروف القاسية” ، ” يكتب الباحثون في الورقة المنشورة.

الآثار المترتبة هنا مثيرة ومثيرة للفيزيائيين: من المحتمل أن بعض المواد الصلبة لا تحتوي على ملف نقطة الانصهار على الإطلاق ، على الأقل عند ارتفاع درجة الحرارة لفترات زمنية فائقة.

“توضح تجاربنا بوضوح أنه يمكن تجاوز الحد المقترح سابقًا للتسخين المحمص إلى حد بعيد إذا تم تسخين المادة بسرعة كافية ،” يكتب الباحثون.

هناك كل أنواع المجالات التي ستكون فيها هذه المعرفة الجديدة مفيدة. تحدث أحداث التسخين السريعة الفائقة في كل مكان تصادم الكويكب في أعماق الفضاء ، إلى المفاعلات النووية هنا على الأرض ، وسيكون للعلماء الآن فهم أفضل لما يحدث في هذه الأحداث.

يريد الباحثون معرفة ما إذا كانت المواد الصلبة الأخرى تتفاعل بنفس الطريقة التي تتفاعل بها الذهب في الدراسات المستقبلية ، بالإضافة إلى استكشاف كارثة الانتروبيا بشكل أكبر: إعادة رسم الرسم البياني عندما لم تعد المواد الصلبة موجودة كمواد صلبة.

وقال الفيزيائي توماس وايت ، من جامعة نيفادا ، “ربما اعتقدنا أننا حلناها في الثمانينيات من القرن الماضي ، لكنني الآن أعتقد أنه سؤال مفتوح مرة أخرى”. عالم جديد.

“كيف يمكنك أن تصنع شيئًا ما قبل ذوبانه؟”

تم نشر البحث في طبيعة.