极强X射线轰击金属制成透明铝

上一篇 / 下一篇  2011-08-24 11:23:51

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英国牛津大学科学利用目前世界上最具威力的软X射线激光轰击金属,制成了透明状态的铝。这一研究成果可对行星科学以及核聚变能利用有所启示。相关论文发表在《自然—物理学》(Nature Physics)杂志上。

透明铝之前仅在科幻小说中存在,由于电影《星际迷航4》而名满天下。由牛津大学科学家所领导的国际研究团队,将所有能量聚焦在直径小于人类头发粗细1/20的点上,利用自由电子激光装置(FLASH)产生短脉冲,轰击样本中每个铝原子的核心电子,而不破坏金属内的晶体结构,从而使铝金属在极端紫外线辐射的状态下变得近乎透明。这表明,极强的X射线源可催生新的物质状态。但这一效应仅能持续极短时间,约40飞秒左右。

牛津大学物理学院的贾斯汀·沃克说:“我们所研制的是之前从未有人涉及的新态物质。透明铝只是一个开始,我们正在研发的物质的物理性质与大型行星内部的状况紧密相关;我们还希望通过研究此种物质,能对同样需要高强度激光内爆激发的小型恒星的生成过程有更清晰的了解;有朝一日在地球上也能对核聚变的能量加以利用。”

沃克教授表示:“我们实验的非凡之处在于仅利用高强度激光这一个步骤就将普通的铝转化为了新态的物质材料。在某些特定方面,其表现得如同我们已将每个铝原子转化为了硅原子,这就如同你发现可以利用光源将铅转化为金一样神奇!”

这一发现因比世界上任何同步加速器都亮100亿倍的新辐射源的发展而变得可能。德国汉堡电子同步加速器中心的自由电子激光装置(FLASH)能产生极短的软X射线脉冲,其每条脉冲的能量都比能供应一整个城市电力的发电厂还要强劲。研究人员坚信,这一光化电离方式是研制类似新态物质的理想方式,这也将为行星科学、天体物理学和核聚变能利用等不同领域的进一步研究提供有效帮助。

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