世界加热速度最快的热水器 75飞秒内将水加热至10万℃
消息来源:baojiabao.com 作者: 发布时间:2024-05-26
首图来源:乌普萨拉大学
科学家展示了世界上加热速度最快的热水器。这是一台名为同调光直线加速器的 X 射线激光设备,让科学家在 75 飞秒内(0.000,000,000,000,075 秒)将水从室温瞬间加热至摄氏 10 万度(比太阳表面温度还高 20 倍),也就是水从液体转变为电子与原子分离的等离子体物质状态。
水,宇宙中最神奇怪异的物质之一,可以在液态、气态和固态之间转化,具有可压缩性,也有在一定条件下热水反而比冷水更快结冰、称为“姆佩巴效应”的奇怪现象,或是水在室温下只要施以 100 万伏特的电场也能变成冰得惊人的“热冰现象”等。
为更加了解水的特性,瑞典乌普萨拉大学与德国电子加速器(DESY,德国的大型粒子物理学研究机构)合作,利用同调光直线加速器(Linac Coherent Light Source,LCLS)带来的强烈能量来研究最奇怪的水。
研究第一作者 Carl Caleman 表示,当高能 X 射线将电子从水分子中踢出去后,瞬间破坏了电荷平衡,原子感受到强烈排斥力而开始剧烈运动,但当 X 射线激光冲击 25 飞秒后,水几乎还没有发生结构变化,等到 75 飞秒时,水从液体转成等离子体的变化随即相当明显,这告诉科学家以从中间这段过程了解水究竟发生了什么事情。
而此时它也不是普通的等离子体,研究和著者 Olof J?nsson 说,虽然水从液体转变为等离子体,但它仍处于液态水时的密度,因为原子还没有足够时间大步移动,“此时的等离子体状态具有与太阳或气态巨行星(如木星)相似的特性,但密度又较低,同时温度比地球核心还热。”
研究人员最终目标是了解水的密度变化、热导电性等独特性质,我们也当然不可能拿这类型机器来加热洗澡水或煮咖啡。新研究已发布在《美国国家科学院院刊》。
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