összes videóa hét videói

Ocean Sky

összes képa hét képei

Csillagok

eseménynaptár

hírlevél

alapító

Átlátszó fém - sci-fiből valóság

Kiderült, hogy az áttetsző alumínium -egy sci-fi anyag, amelyet először az Enterprise legénysége hozott el a 20. századi Földre a Star Trek IV: The Voyage Home című filmjében- mégiscsak létezik. Legalábbis akkor, ha valakinek röntgenlátása van.

Ezt az egzotikus anyagállapotot a FLASH-sel (Free Electron Laser in Hamburg) hozták létre Hamburgban, Németországban. Ez egy részecskegyorsító alapú röntgenlézer. Képes összefüggő sugárzás nagyon erős ultrarövid hullámait generálni 10 és 200 elektronvolt között. 2005-ben vált elérhetővé külső felhasználók számára is, és felszíni, molekuláris, illetve atomfizikai kutatásokban használják. A normális anyagállapotok a szilárd, folyékony és a gáz állapot. Létezik egy egzotikusabbnak tekintett negyedik állapot is, a plazma, amely szuperforró gázállapot.

Más kutatások már képesek voltak érdekes anyagállapotokat létrehozni korábban is. Ezek, ahogy a mostani is, csupán rövid ideig léteztek. Az átlátszóság eléréséhez a kutatók fogtak egy darab vékony alumíniumfóliát, és egy olyan röntgenlézerrel kezdték bombázni, amely 10 millió gigawattnyi energiát képes generálni négyzetcentiméterenként. Normális hőmérsékleten és nyomáson a szilárd alumínium nem más, mint egy ionrács, közötte tengernyi szabad elektronnal. A FLASH sugara elég erős volt ahhoz, hogy mindegyik ionból kiüssön és szabadon engedjen egy elektront, miközben a fotonok a folyamat során felemésztődnek. Normális esetben a szilárd fémekben egy másik elektron azonnal átveszi a hiányzó helyét. A FLASH azonban olyan erős, hogy minden atomból képes kiszakítani az elektront mielőtt újaknak egyáltalán esélyük lenne rá, hogy a helyükre kerüljenek.

Egyetlen elektron kiszakításával azonban a megmaradt elektronok az ionok körül új formációba rendeződnek, túl szorosan kötődve, így még a lézer se tudja eltávolítani őket. Ez azt jelenti, hogy a fotonok nem könnyedén felemésztődnek, hanem egyenesen keresztülrepülnek az anyagon ezáltal a röntgen számára áttetszővé változtatják a korábban átlátszatlan alumíniumot. Ez az állapot azonban nem tart sokáig. Egyetlen nanoszekundum töredéke alatt az elektronokba pumpált energia eljut az ionokig, azok pedig erőszakosan szétrepülnek. „Ami igazán figyelemreméltó a kutatásunkban, hogy sikerült a hagyományos alumíniumot egy lépésben egy egzotikus új anyaggá változtatnunk egy nagyon erős lézer használatával." - mondta Justin Wark (University of Oxford). - „Egy rövid ideig a minta úgy néz ki és viselkedik, mint egy teljesen új anyag."

Hasonló a bolygók középpontjához

Egyetlen pillanatra Wark és csapata képes egy olyan anyagállapotot létrehozni, amely ugyanolyan sűrű, mint a hagyományos szilárd fém, viszont hihetetlenül forró. „Olyan, teljesen új anyagállapotot hoztunk létre, amit korábban még senki sem látott" - mondta Wark. „Az áttetsző alumínium csupán a kezdet - tette hozzá -, a létrehozott anyag fizikai tulajdonságai fontosak a nagy bolygók középpontjában uralkodó állapotok létrejöttéhez. Abban is reménykedünk, hogy jobban megérthetjük, milyen folyamatok zajlanak olyan miniatűr csillagok keletkezése során, amelyeket nagy erejű lézerberobbanás hoz létre. Ez egy nap lehetővé teheti a nukleáris fúzió kihasználását itt a Földön."

A fúzió a tudósok álma, akik atomok összeolvasztásával hoznának létre olcsó és nagy mennyiségű energiát, ellentétben az atommaghasadással ami jelenleg generálja az elektromosságot. Wark csapata abban is reménykedik, hogy olyan új és erősebb lézerek segítségével, mint például a stanfordi Linac Coherent Light Source tanulmányozni tudják ezt az új, sűrű anyagot. Ezek a lézerek nagyobb erejű röntgensugarakat produkálnak, így képesek megvizsgálni az új anyag szerkezetét és felmérni tulajdonságait, ezáltal nyerve némi bepillantást a Jupiter és a hozzá hasonló óriásbolygók szívébe.

Az írás a New Scientist-ben megjelent cikk alapján készült.

Oszd meg: