Złoto nie topnieje nawet w temperaturach wyższych niż na powierzchni Słońca – przełomowe odkrycie naukowców
Naukowcy po raz pierwszy bezpośrednio zmierzyli temperaturę atomów w ekstremalnie gorącej materii, wykazując, że złoto pozostaje w stanie stałym przy 19 000 kelwinów. Wyniki te podważają czterdziestoletnią teorię o granicach cieplnych materiałów.
![energia jadrowa [default]](https://enerad.pl/wp-content/uploads/energia_jadrowa_default_2.webp)
Międzynarodowy zespół badaczy, pracujący m.in. w amerykańskim laboratorium SLAC National Accelerator Laboratory, dokonał przełomowego odkrycia w dziedzinie fizyki materii ekstremalnej. Po raz pierwszy udało się bezpośrednio zmierzyć temperaturę atomów w tzw. warm dense matter – materii o bardzo wysokiej gęstości i temperaturze, spotykanej m.in. we wnętrzach planet czy reaktorach fuzyjnych.
Bezprecedensowy pomiar temperatury atomów
Dotychczas naukowcy potrafili stosunkowo precyzyjnie mierzyć ciśnienie i gęstość takich systemów, ale temperatura pozostawała zagadką. Jak podkreślił Bob Nagler, badacz z amerykańskiego SLAC, dotychczasowe szacunki temperatury obarczone były ogromnym błędem, co utrudniało rozwój teoretycznych modeli.
W tych badaniach temperatury zawsze były jedynie szacowane z dużym marginesem błędu, co naprawdę hamowało rozwój naszych modeli teoretycznych. To był problem trwający dekady.
Zespół opracował innowacyjną metodę, która pozwala na bezpośredni pomiar prędkości atomów, a tym samym temperatury. W eksperymencie laser superpodgrzał cienką próbkę złota, a następnie przez próbkę przepuszczono impuls ultrajasnego promieniowania rentgenowskiego z akceleratora LCLS. Analizując przesunięcie częstotliwości promieniowania rozproszonego na atomach, naukowcy wyznaczyli ich prędkość, a więc i temperaturę.
Złoto wytrzymuje 19 000 K – teoria z lat 80. obalona
Największym zaskoczeniem okazał się wynik eksperymentu – złoto pozostało w stanie stałym przy temperaturze aż 19 000 kelwinów, czyli ponad 14-krotnie wyższej niż jego punkt topnienia. To o wiele więcej niż przewidywała tzw. granica katastrofy entropijnej, uznawana od lat 80. za nieprzekraczalną barierę dla ciał stałych poddanych ekstremalnemu podgrzewaniu.
Nie było to naszym pierwotnym celem, ale na tym polega nauka – na odkrywaniu rzeczy, o których nie mieliśmy pojęcia, że istnieją.
Wyjaśnienie tego fenomenu polega na bardzo szybkim nagrzewaniu – w czasie rzędu bilionowych części sekundy. Tak szybkie podniesienie temperatury uniemożliwia materiałowi ekspansję i przejście w stan ciekły, co pozwala mu zachować strukturę krystaliczną nawet przy ekstremalnych temperaturach.
Znaczenie dla badań nad fuzją i materią ekstremalną
Nowa technika otwiera drogę do dokładniejszych badań materii w warunkach zbliżonych do tych panujących we wnętrzach planet czy w reaktorach termojądrowych. Precyzyjne pomiary temperatury mogą pomóc w projektowaniu efektywnych paliw do fuzji oraz lepszym zrozumieniu przemian fazowych w ekstremalnych warunkach.
Jeśli już pierwsze zastosowanie tej techniki doprowadziło do zakwestionowania ustalonej nauki, nie mogę się doczekać, co jeszcze odkryjemy.
Badania były finansowane m.in. przez amerykańską DOE National Nuclear Security Administration oraz Office of Science Fusion Energy Sciences. Opracowana metoda może mieć kluczowe znaczenie dla rozwoju energetyki termojądrowej i badań nad materią w ekstremalnych warunkach.
Zobacz również:
- Direct Air Capture: Technologia dla klimatu, ale nie wszędzie się opłaca
- Pakistański szpital bez rachunków za prąd – technologia Hi-MO 9 od LONGi
- Hitachi i szkocki bank inwestują w magazynowanie energii z ciekłego powietrza. Innowacyjna technologia PRISMA ma szansę zrewolucjonizować rynek
- Przełomowa nanotechnologia z Chin zwiększa sprawność ogniw słonecznych powyżej 10%
- Nowa technologia ze wsparciem UE: Carbery rusza z testami Slurry Abate
Źródło: ScienceDaily
Obserwuj
Może Cię również zainteresować
UE zatwierdza nowe limity masy dla ciężarówek zeroemisyjnych – przełom dla transportu
Ministrowie państw UE zgodzili się na zwiększenie dopuszczalnej masy ciężarówek elektrycznych i wodorowych, by umożliwić im przewóz większych ładunków bez utraty zasięgu. To ważny krok dla rozwoju transportu zeroemisyjnego.
Axpo i GNV przeprowadzają pierwsze bunkrowanie bio-LNG typu ship-to-ship we Włoszech
Axpo oraz włoski operator promowy GNV zrealizowali pierwszą w historii Włoch operację bunkrowania bio-LNG typu ship-to-ship w porcie w Genui. To ważny krok w dekarbonizacji żeglugi morskiej i rozwoju paliw odnawialnych.
Europejskie finansowanie surowców krytycznych – wyzwania i rekomendacje
Europa mierzy się z wyzwaniem skutecznego i odpowiedzialnego finansowania projektów dotyczących surowców przejściowych, kluczowych dla transformacji energetycznej. Brak spójnych mechanizmów i koordynacji na poziomie UE utrudnia rywalizację z globalnymi graczami.
Floty firmowe kluczem do wzrostu popytu na elektryki produkowane w UE
Komisja Europejska przygotowuje nowe przepisy, które mogą zrewolucjonizować rynek samochodów elektrycznych w Europie. Ambitne cele dla flot firmowych mają szansę znacząco zwiększyć produkcję i sprzedaż pojazdów Made-in-EU.
Wyzwania zrównoważonego pozyskiwania biogenicznego CO₂ dla e-paliw w Europie
Produkcja e-paliw, takich jak e-kerosen i e-metanol, wymaga dużych ilości zrównoważonego CO₂. Analiza T&E wskazuje, że dostępność biogenicznego CO₂ w Europie już dziś jest ograniczona i konkurencyjna wobec innych sektorów.
Luka biopaliwowa w prawie UE na 2035 rok: ryzyko niekontrolowanego wzrostu popytu
Nowa analiza T&E wskazuje, że luka w unijnym prawie dotyczącym biopaliw może spowodować gwałtowny wzrost zapotrzebowania na zaawansowane biopaliwa, przewyższający możliwości ich zrównoważonego pozyskania nawet dziewięciokrotnie do 2050 roku.
Komentarze