Fizikos proveržis: kaitindami auksą mokslininkai netyčia paneigė dešimtmečių senumo teoriją

Mokslininkai skelbia, kad jiems pirmą kartą pavyko tiesiogiai išmatuoti atomo temperatūrą itin karštose medžiagose. Tačiau atliekant eksperimentą, jie kartu netyčia paneigė dešimtmečių senumo aukso teoriją, kuri keičia tyrėjų supratimą apie perkaitimo procesą.

Siekė surasti sprendimus išmatuoti medžiagų temperatūrai

Mokslininkai tvirtina, kad fizikai susiduria su vienu iš didžiausių iššūkių kokybiškai išmatuoti karštų objektų temperatūrą. Anot jų, mokslininkai turi geras karštų medžiagų sistemų tankio ir slėgio matavimo sistemas, tačiau ne įrankius temperatūrai išmatuoti.

Visi gaunami temperatūros rezultatai dažniausiai turi dideles paklaidas, o šios atitinkamai neleidžia kurti ar toliau vystyti turimų teorinių modelių. Visgi jie tvirtina, kad surasti sprendimą pavyko – paskelbtame tyrime jie pirmą kartą tiesiogiai išmatavo atomų temperatūrą šiltoje, tankioje medžiagoje. Nepaisant to, tyrimo proveržiu virto ne tik tai, o dar ir vienas visai atsitiktinai pasiektas rezultatas.

Atsitiktinis atradimas

Mokslininkai skelbia, kad minėto tyrimo metu jie perkaitino kietą auksą gerokai viršydami teorinę ribą ir netikėtai apversdami keturis dešimtmečius nusistovėjusią teoriją.

Komanda dešimtmetį kūrė metodą, kuris apeitų įprastus ekstremalius temperatūrų matavimo iššūkius ir pagaliau atrado būdą, kaip įrankį pritaikyti praktiškai. Eksperimento metu jie lazeriu perkaitino aukso mėginį, o tuomet per jį paleido rentgeno spindulius, kurie atsimušdami į judančius atomus, pakeitė dažnį. Pagal tai, kaip pasikeitė spindulių dažnis, mokslininkai galėjo apskaičiuoti, kokiu greičiu juda atomai ir nustatyti tikslią aukso temperatūrą.

Nei vienas iš mokslininkų nesitikėjo pamatyti tokį temperatūros rezultatą – jie rado daug aukštesnę perkaitintų kietųjų dalelių temperatūrą, kuri paneigia iki tok vyravusią teoriją. Anot gautų rezultatų, auksas buvo perkaitintas iki 19 000 kelvinų (apie 18 727 °C). Tai 14 kartų viršija numatytą lydymosi temperatūrą ir parodo, kad šioje būsenoje medžiaga dar išlaiko kietą kristalinę struktūrą. Pasak tyrėjų, tai pasiekti greičiausiai leido itin greitas kaitinimo procesas.

Vienas iš tyrimo dalyvių, Nevados universiteto fizikos docentas Romas White‘as teigia, kad šio rezultato iš tiesų niekas nesitikėjo:

„Tai nebuvo mūsų pirminis tikslas, bet būtent apie tai ir yra mokslas – atrasti naujus dalykus, apie kurių egzistavimą nežinojote.“

Brangusis metalas vis dar yra mokslininkų dėmesio centre. Neseniai paskelbta ir apie tai, kad atrastas naujas būdas leis gyvsidabrį paversti auksu.

Viršelio nuotr. Greg Stewart/„SLAC National Accelerator Laboratory“