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2024-02-13 07:26:37
金の秘密の一部は、ベルファスト大学が率いる科学者チームによって明らかにされました。
研究チームは、貴金属とその融点に関する一連の「画期的な」実験を実施した。
この金属は極端な温度に対して予想外に反応することが判明した。
科学者たちは、高強度レーザーを使用して金を非常に高温に加熱し、その結果を原子レベルで観察しました。
予想に反して、金属は溶解を停止し、代わりに特定の熱閾値を超えるとより硬く強くなりました。
カリフォルニア州の SLAC 国立加速器研究所にあるリニアック コヒーレント光源で、世界で最もハイスペックなレーザー施設を使用している科学者たち。 カリフォルニア州の SLAC 国立加速器研究所にあるリニアック コヒーレント光源で、世界で最もハイスペックなレーザー施設を使用している科学者たち。
金を融点にまで引き上げるには、ますます多くのエネルギー(熱)が必要となります。
使用されるレーザーはフェムト秒レーザーと呼ばれ、超高速のタイムスケールで動作します。フェムト秒は 10 億分の 1 秒です。
科学者たちは、フェムト秒持続時間のX線パルスを使用して変化を観察することにより、レーザーの照射を追跡調査しました。
これらの実験は、世界で利用可能な最高解像度の X 線装置を使用して実行されました。 この種の機器を備えた研究施設は世界中で 5 か所しか存在せず、トップの研究者は非常に貴重で制限された時間枠を争わなければなりません。
この発見はテクノロジーと産業に幅広い影響を与えることになるだろう。
クイーンズ大学ベルファストのエイドリアン・デスキャンプス博士とエマ・マクブライド博士は、英国、米国、ドイツ、フランスのチームを率いて、カリフォルニアにあるSLAC国立加速器研究所のX線自由電子レーザーであるリニアック・コヒーレント光源で実験を行った。
デスキャンプ博士は、この研究を「理論物理学と現実世界の間の架け橋」と表現しました。
同氏は、「過去のシミュレーションではこの効果が可能である可能性があると想定されていたかもしれないが、私たちの実験では何百ものデータポイントが得られ、以前は入手できなかった膨大な量の詳細と証拠が得られた。
「この種の詳細は原子レベルでのみ取得できます。私たちはレーザーを照射する前から材料が爆発するまでの時間スケールを調査していましたが、これはほんの一瞬のほんの一部です。
「それを実際に研究できるのはピコ秒スケールでのみです。それは肉眼や『リアルタイム』で見るには速すぎます。」
マクブライド博士は次のように付け加えました。「これらの高度に専門化された高価な X 線装置を使用できたことは大変光栄であり、その機会に私たちは驚くほど感謝しています。
「10 年以上前であれば、この実験を行うことはできなかったでしょう。この種の高度な機械は単に存在しなかったし、材料がそのような強度のレーザーにどのように反応するかを知る方法もありませんでした。
「フォノン硬化が実際に存在し、証拠が得られることを証明することで、エネルギーがどのように流れ、材料がどのように反応するかについての理解が深まるでしょう。 これは応用科学と技術の将来にとって非常に貴重なものとなるでしょう。」
この研究は Science Advances に掲載されています。
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