黄金在过热超过熔点时会做出意想不到的事情

一项新的研究报告称，当黄金短暂加热超过先前假设的极限时，黄金仍然保持完全固体，这可能意味着对物质在极端条件下的行为进行彻底的重新评估。

这项研究背后的国际科学家团队使用强烈的超短激光爆炸将薄金碎片推过称为熵灾难;固体变得太热而无法抵抗熔化的点。它就像一个熔点，但适用于物理学不传统的边缘情况。

在一种称为过热，固体的加热速度可能太快，以至于其原子有时间进入液态。晶体可以在超过其标准熔点后保持完整，尽管时间非常非常短。

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通常，熵灾难被认为是标准熔点的三倍。使用一种计算反射 X 射线能量的新方法来准确测量吸收的热能，该团队发现金在最终液化之前可以加热 14 倍的极限。

尽管听起来令人惊讶，但结果并没有破坏任何热力学定律– 它们只是表明，有时反应发生得太快，无法遵守热力学申请。金内部的原子似乎在短时间内无处可移动，导致热能在结构让位之前消散。

研究人员能够达到 19,000 开尔文（约 18,700 摄氏度或略高于 33,700 华氏度），黄金保持其固体结构超过 2 皮秒（一皮秒是万亿分之一秒）——足够长的时间促使研究人员重新考虑现有模型。

“这一测量不仅超过了之前预测的熵灾难界限，而且还表明固体过热的阈值要高得多，从而改写了对极端条件下固相稳定性的基本认识，”写研究人员在他们发表的论文中。

这里的含义对物理学家来说是有趣和令人兴奋的：某些固体可能没有熔点根本没有，至少在超短时间过热时是这样。

“我们的实验清楚地表明，如果材料加热得足够快，可以远远超过之前提出的过热极限，”写研究人员。

这些新知识在各个领域都会派上用场。超快速加热事件无处不在小行星碰撞到太空深处，到地球上的核反应堆，科学家们现在将更好地了解这些事件中发生的事情。

研究人员想看看在未来的研究中其他固体是否以与黄金相同的方式做出反应，并进一步探索熵灾难：从本质上重新绘制固体何时不能再作为固体存在的图表。

“也许我们认为我们在 1980 年代用这个过热极限解决了这个问题，但现在我认为这又是一个悬而未决的问题，”内华达大学的物理学家托马斯·怀特 （Thomas White） 告诉亚历克斯·威尔金斯 （Alex Wilkins）新科学家.

“在融化之前，你能做多热的东西？”

该研究已发表在自然界.

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