75飞秒激光加热水！10万摄氏度

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75飞秒激光加热水！10万摄氏度

2018 年 11 月 22 日 未来产业促进会

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瑞典乌普萨拉大学（Uppsala University）的一个科研团队搞出了一个世界上加热水最快的热水器，有多快呢？75 飞秒（1 飞秒=千万亿分之一秒）内将水加热至了 10 万摄氏度！

最奇怪的是，水加热到这么高的温度居然居然没有蒸发！

美国 SLAC 国家加速器实验室（SLAC National Accelerator Laboratory）提供了这个设备，X 射线成像是一种独特而不可替代的技术。

一方面是由于 X 射线在固体中强大的穿透力，另一方面在于 X 射线的波长短到可以直接用于解析物质的原子结构。

所以，在这项实验中，乌普萨拉大学科研人员就利用了 X 射线自由电子激光器来探究水的未知真相。

这种激光水温加热法和我们在日常生活中所采用的常规热水法是不同的。常规加热水的时候，热量使水分子运动加剧，水温由此升高。温度就是表征物体内分子布朗运动速度的一个量，也就是说物体内分子运动速度越剧烈，温度越高。

但是此次的激光加热则不同，它反其道而行之。强大的 X 射线将水分子中的电子轰了出去，因此破坏了水分子中的电荷平衡，进而导致原子们在超强排斥力的作用下，产生剧烈的运动。

Caleman表示

日常当中随着水的加热，分子越来越强烈地被震动。越热，分子的运动越快。据该科学家称，使用激光加热水的情况根本不同。激光中的X射线将电子从水分子中冲出并破坏电荷的平衡。突然间原子感受到强烈的排斥力并开始猛烈地移动。水在75飞秒以内从液体到等离子体发生相变。等离子体是一种物质状态，其中电子已经从原子中去除，留下一种带电气体。

当水从液体转变为等离子体时，由于原子没有时间显着移动，所以它保持在液态水的密度。这是一种在地球上无法自然发现的现象。该团队说，所产生的等离子体具有与太阳和木星上发现的一些等离子体相似的特性，但密度较低，不过温度已经超过地球核心温度。

Olof Jonsson表示

研究员奥洛夫·琼森教授（Olof Jonsson）教授表示，当水变成等离子态时，因为水分子中的原子还未来得及产生运动，所以它的密度和正常液态水的密度是一样的。这种状态的物质是非常罕见的，地球上之前并未出现过，阳和木星上倒是有一些性质相似的等离子体，但其密度要比本次实验中获得的等离子水小很多。

要知道，实验中水的等离子体温度居然达到了 10 万度，这甚至超过了地核的温度！而且实验过程中，科学家们发现不同状态的水在密度、比热容、热导率等等方面的表现都天差地别。

由此可见，水这种看起来再普通不过的物质其实蒙着一层面纱，它拥有着不为人知的奇特性质。

那么科学家们搞出来这么一台热水器是要干嘛呢？难道真是想让人们用上更快的热水器？当然不是，即便是，谁买的起呢？科学家们表示，他们是想更深入的研究的特水性，因为X射线激光器可以在极短时间内展现物质结构特性。