Лазерный мир

Стэнфордские ученые впервые зафиксировали процесс замораживания воды в плотный лед, известный как «лед VII», образующийся во внеземных условиях, например, при столкновении ледяных планет. Исследование, опубликованное в Physical Review Letters, поможет лучше понять природу фазового перехода вещества и манипулировать его термодинамическим состоянием. Кратко об этом сообщает Phys.Org

Alien ice on Earth: Scientists discover how dense, extraterrestrial ice can form in just billionths of a second

Those timescales became achievable thanks to the Linac Coherent Light Source, the world’s most powerful X-ray laser located at the nearby SLAC National Accelerator Laboratory. There, the science team beamed an intense, green-colored laser at a small target containing a sample of liquid water. The laser instantly vaporized layers of diamond on one side of the target, generating a rocket-like force that compressed the water to pressures exceeding 50,000 times that of Earth’s atmosphere at sea level.
As the water compacted, a separate beam from an instrument called the X-ray Free Electron Laser arrived in a series of bright pulses only a femtosecond, or a quadrillionth of a second, long. Akin to camera flashes, this strobing X-ray laser snapped a set of images revealing the progression of molecular changes, flip book-style, while the pressurized water crystallized into ice VII. The phase change took just 6 billionths of a second, or nanoseconds. Surprisingly, during this process, the water molecules bonded into rod shapes, and not spheres as theory predicted.
Read more at: https://phys.org/news/2017-07-alien-ice-earth-scientists-dense.html

Научное сообщество давно открыло, какие изменения происходят с веществом, когда его состояние меняется с твердого на жидкое или газообразное. Фазовые переходы могут происходить с разной скоростью. В ходе предыдущих работ исследователи пытались зафиксировать мгновенный фазовый переход, а в результате выявили молекулярные шаги, предшествовавшие затвердеванию жидкости.

Исследователи использовали Linac Coherent Light Source — самый мощный рентгеновский лазер в мире, расположенный в Национальной ускорительной лаборатории SLAC (Stanford Linear Accelerator Center, Стэнфорд, США). В ходе работы ученые направляли в содержащую образец жидкой воды мишень интенсивный лазерный луч зеленого цвета. Лазер испарял алмазное покрытие с одной стороны мишени, что позволяло создать в образце давление, в 50 тысяч раз превышающее атмосферное давление. Затем в образец направлялся луч рентгеновского лазера на свободных электронах, и после короткой серии вспышек (шесть наносекунд) вода окончательно кристаллизовалась в кубическую модификацию — «лед VII».

Арианна Глисон из Лос-Аламосской национальной лаборатории в штате Нью-Мексико, один из авторов исследования, рассказала, что этот эксперимент был первым в своем роде, а его результаты позволят узнать, как сформировались некоторые космические объекты, и помогут моделировать такие явления, как столкновение комет или динамическое состояние океанических экзопланет.

Источник: https://indicator.ru/news/2017/07/11/led-v-kosmose-lazer/