To pojav je bilo mogoče opazovati le nekaj trilijonink sekund. Vendar je bilo to dovolj, da se je ovrgla teorija »entropijske katastrofe«.
Mednarodna skupina znanstvenikov je uspela segreti zlato na temperaturo, višjo od 18.700 stopinj Celzija, s čimer je ovrgla fizikalno teorijo, ki je bila desetletja splošno sprejeta. Eksperiment, ki so ga pod vodstvom znanstvenikov iz Velike Britanije izvedli v laboratoriju SLAC v Kaliforniji, je zlato pripeljal v mejno stanje med trdnim in tekočim, znano kot pregrevanje.
Ta pojav, ki je bil opazovan le nekaj trilijonink sekund, je dokazal, da lahko zlato pod določenimi pogoji zdrži temperature, ki znatno presegajo njegovo vrelišče, določeno na 1064 stopinj. V nasprotju z vsemi napovedmi se material ni takoj razpadel, kot to zahteva teorija entropijske katastrofe (naravna težnja sistemov k evoluciji v smeri večje neurejenosti in kaosa), vključena v drugi zakon termodinamike, kar omogoča domnevo, da ta domnevna toplotna meja morda ni tako univerzalna, kot se je prej menilo.
Nova metoda merjenja ekstremnih temperatur
Dosežek ni le v tem, da so bile dosežene rekordne temperature, ampak tudi v tem, da je bilo mogočenatančno izmeriti to ekstremno stanje snovi. Za to so raziskovalci po izpostavitvi z laserjem obsevali zlato z rentgenskimi žarki. Z analizo porazdelitve tega sevanja so lahko z brezprimerno natančnostjo izračunali tako temperaturo kot hitrost atomov.
„Temperatura je vrednost, ki jo poznamo že stoletja, vendar je v resnici nikoli nismo merili neposredno,“ je pojasnil Bob Nagler, raziskovalec SLAC in eden od vodij raziskave, v sporočilu za javnost. Ta nov pristop bo omogočil raziskovanje okolij, kot so središče zvezde, notranjost termojedrskega reaktorja ali toplotni ščit vesoljskega plovila, kjer je natančno reproduciranje realnih pogojev ključnega pomena.
Model, ki ga je presegla eksperimentalna realnost
Poleg teoretičnega preboja, opisanega v članku, objavljenem v reviji Nature, ima ta tehnika velik potencial za praktično uporabo. Zlato se že uporablja v eksperimentih jedrske sinteze v napravah, ki proizvajajo rentgenske žarke. Natančno poznavanje temperature, pri kateri delujejo ti elementi, je ključnega pomena za optimizacijo njihovega delovanja in napredek pri razvoju učinkovitejših virov energije.
Thomas White, fizik z Univerze v Nevadi in vodilni avtor raziskave, je potrdil, da ekipa zdaj dela z drugimi kovinami, kot sta srebro in železo, in da so tudi prvi rezultati obetavni. „Razmišljamo o izvedbi poskusov, ki so neposredno povezani s termonuklearno sintezo,“ je dejal White, kar bi lahko odprlo nove smeri raziskav na področju oblikovanja materialov, odpornih proti ekstremnim pogojem.
Do sedaj se je menilo, da material ne more preseči svoje vrelišča za več kot trikrat, ne da bi izgubil svojo strukturo. Vendar je eksperiment znatno presegel to mejo in dosegel 18.700 stopinj Celzija, pri čemer zlato ni bilo takoj uničeno. Ta rezultat nas sili, da ponovno pregledamo teoretične osnove našega razumevanja faznega prehoda in stabilnosti trdnih snovi pri ekstremnih temperaturah.
„Zelo sem hvaležen, da je moje delo v tem, da z laserji razstreljujem stvari, da bi odkrival nove zakone fizike,“ je dejal White v sproščenem tonu. Ta stavek povzema velikost odkritja: premagati mejo, ki se je zdela nepremagljiva, in odpreti vrata novemu paradigmatu v raziskovanju materialov, izpostavljenih ekstremnim temperaturam.
