Un nou studiu publicat în Nature a arătat că aurul poate rămâne solid chiar și atunci când este încălzit mult peste punctul său de topire – cu mult dincolo de ceea ce fizicienii considerau până acum ca fiind posibil, scrie Science Alert.
Un colectiv internațional de cercetători a folosit impulsuri laser ultra-rapide pentru a încălzi fragmente subțiri de aur la temperaturi extreme, depășind ceea ce se numește „catastrofa entropică” – limita teoretică în care un solid devine prea fierbinte pentru a nu se topi.
Aurul, solid chiar și la 19.000 Kelvin
Cu ajutorul unei metode noi care măsoară energia razelor X reflectate (pentru a determina cu precizie energia absorbită de material), cercetătorii au reușit să încălzească aurul până la 19.000 Kelvin – echivalentul a peste 18.700°C – iar acesta a rămas solid timp de mai bine de două picosecunde (adică două trilioane de părți dintr-o secundă).
Conform modelelor anterioare, orice material solid ar fi trebuit să cedeze și să se transforme în lichid de trei ori peste punctul său normal de topire. Însă în cazul aurului, a fost nevoie de 14 ori mai multă căldură decât această limită teoretică pentru ca topirea să înceapă.
„Această măsurătoare nu doar că a depășit limitele prezise anterior ale catastrofei entropice, dar sugerează și o toleranță mult mai mare la supraîncălzire a solidelor”, au scris cercetătorii în lucrarea lor.
Fizica rescrisă?
Fenomenul se numește supraîncălzire – atunci când un solid este încălzit atât de rapid încât atomii nu apucă să se reorganizeze într-o formă lichidă. Aurul, în acest caz, pare să nu aibă timp fizic să se topească. Energia termică se disipează înainte ca structura atomică să cedeze.
Aceste constatări nu încalcă legile termodinamicii, ci arată că, în condiții extreme și rapide, aceste legi nu apucă să se aplice în mod convențional.
„Poate am crezut că am rezolvat această problemă în anii ’80, dar acum cred că întrebarea e din nou deschisă”, a declarat fizicianul Thomas White, de la Universitatea din Nevada, pentru New Scientist.
De ce este utilă această descoperire
Această înțelegere nouă a comportamentului materiei la temperaturi extreme poate avea aplicații în numeroase domenii:
-
coliziuni între asteroizi
-
procesele din interiorul reactoarelor nucleare
-
proiectarea materialelor pentru condiții extreme
Cercetătorii intenționează acum să testeze și alte materiale pentru a vedea dacă reacționează precum aurul și să redefinească limitele teoretice ale „topirii absolute”.
Ştiri video recomandate
