У вражаючому експерименті золото показало здатність залишатися твердим навіть при температурі, що значно перевищує звичайну точки плавлення. Завдяки швидким лазерним імпульсам вчені змогли розігріти золото до надзвичайних температур, перевищуючи межу ентропійної катастрофи, яка є теоретичною границею, при досягненні якої тверді тіла повинні розплавитися. У результаті було виявлено, що золото зберігає свою структуру на короткий час, що спонукає до нового мислення про поведінку матерії в екстремальних умовах. Це рідкісне явище відоме як надгоріння, коли нагрівання відбувається настільки швидко, що атоми не встигають перебудуватись у рідину.
Золото витримує ентропійну катастрофу: що таке надгоріння?
Згідно з інформацією, опублікованою у науковому виданні, атомна структура золота успішно протистояла плавленню та швидко вбирала тепло, навіть швидше, ніж реагували його атоми. Дослідження проводилося при температурі 19 000 Кельвінів, і золото залишалося твердим протягом 2 пікосекунд, що ставить під сумнів традиційні фізичні теорії.
Загалом, фізики вважали, що тверді тіла не можуть витримати температуру, що перевищує тричі їхню точку плавлення. Однак цей експеримент зміг розігріти золото до 14 разів перевищуючи встановлену межу, завдяки сучасним технікам, які включали рентгенівські відблиски для точного відстеження поглинання тепла. Результати свідчать про те, що матеріали можуть витримувати плавлення за межами раніше відомих кордонів, але лише на дуже короткі моменти, які важко собі уявити.
Чи можуть інші тверді тіла витримувати плавлення, як золото? Що це означає для майбутніх досліджень?
Результати, отримані вченими, не змінюють закони термодинаміки. Проте вони вказують на те, що ці закони не завжди можуть бути застосовані в умовах надшвидких реакцій, де атоми не встигають переміщуватися або перебудовуватись за такий короткий час. Найважливіше, що золоту не було куди зникати, що дозволило йому залишатися твердим, навіть при нових, несподіваних температурах.
Це відкриває нові перспективи для розуміння екстремальних ситуацій, від впливу астероїдів до роботи ядерних реакторів. Вчені тепер задумуються, чи можуть інші тверді тіла також продемонструвати таку ж стійкість і переглянути існуючі моделі температур плавлення, які потребують глибшого вивчення. Наука має повернутися до запитання, яке поставив один із вчених: наскільки гарячим можна зробити матеріал, перш ніж він розплавиться?
