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水は記録的な温度に加熱された

16.05.2018

ドイツの素粒子物理学研究センター DESY とウプサラ大学 (スウェーデン) の科学者は、X 線レーザー (razer) を使用して水を超高速で加熱する実験を行い、結果がシミュレーションと一致するかどうかを調べました。

通常、水を沸騰させるときの加熱は、対流または熱放射を使用した振動によって運動エネルギーを分子に伝達することで構成されます。しかし、この場合、物理学者は別の方法を使用しました。エネルギーは、X 線自由電子レーザーの単一のフェムト秒パルスによるイオン化によって伝達されます。これにより急速な電離が起こり、WOM (Warm Dense Matter) として知られるエキゾチックなプラズマ状態が出現します。

ウォームデンスマター (WDM) は物質の凝集状態であり、そのパラメーターに関しては、固体と理想的なプラズマの間です。プラズマと呼ぶには密度が高すぎ、凝縮物質物理学で考えるには熱すぎる。つまり、プラズマと固体の間のようなものです。プラズマよりもはるかに密度が高く (0,01 ～ 100 g/cm2)、場合によっては、元の固体の XNUMX 倍の比重を持ちます。一般に、一種のシュレディンガー物質。

水から TPR を取得する現在の実験は、DESY の自由電子レーザー研究センター (CFEL) の科学者グループによって実施されました。分子の加熱と状態の同時研究は、SLAC National Laboratory of Accelerators (米国) で X 線自由電子レーザーを使用して実行されました。代わりに、ウォータージェットを介して 6,86 keV (106 J/cm2 以上) の X 線放射の非常に強い超短フラッシュを実行しました。

75 フェムト秒未満、つまり 75 京秒で、水は液体からプラズマに相転移します。プラズマは、原子から電子が取り除かれ、一種の荷電ガスが生じる物質の状態です。

「しかし、液体がプラズマに変化する間、原子はまだ大きく移動する時間がないため、水はまだ液体の密度を保持しています」と、ウプサラ大学の実験の共著者 Olof Jonsson (Olof Jonsson) は説明します。 .

このようなエキゾチックな物質の状態は、地球上の自然状態では見られません。「それは、太陽や巨大ガス木星のプラズマと同じ特徴を持っていますが、密度が低いだけです。一方で、地球のプラズマよりも高温です。芯。" 水で実験を行うと、そのようなエキゾチックな状態の水の特性についてよりよく学ぶことができます。この物質の真にユニークな特性のいくつかを考えると、これはさらに重要です。

「水は本当に奇妙な液体であり、その特殊性がなければ、地球上の多くのもの、特に生命はそのままではなかったでしょう」とヨンソンは強調しました. 水には、密度、熱容量、熱伝導率など、多くの異常な特性と特性があります。

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一般に、読みやすいテキストをよりよく理解するには、テキストを大きく明確にする必要があると考えられています。プリンストン大学 (米国) で行われた実験は、これに疑問を投げかけています。

実験の参加者 (28 歳から 18 歳までの 40 人) は 15 つのグループに分けられ、同じテキストを読むように与えられました。次に、XNUMX 分間の休憩の後、実験の参加者が他のタスクに気を取られているときに、テキストに関する質問に答えるように求められました。

読みにくいと感じた人の正答率は 86,5% でしたが、明確なテキストを読んだ人の正解率はわずか 72,8% でした。

この実験は高校の化学、物理学、英語、歴史の授業で繰り返され、同じ結果が得られました。教科書は灰色の紙に小さくて読みにくいフォントで印刷する方がよいことがわかりました。

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