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分析了x射线衍射图在不同实验中是如何变化

2019-05-13 23:43编辑:admin人气:


  来自劳伦斯利弗莫尔国度尝试室(LLNL)的科学家们利用巨型激光将水快速冻结到它奇异的之内。这些发觉功效颁发在2019年5月1日的《天然》上。1988年科学家们初次预测,水将改变为一种奇异的物质形态,其特征是:在富含水的庞大行星(如天王星和海王星)内部,当碰到极端的压力和温度时,就会呈现固态的

  这些预测不断持续到2018年,其时由LLNL的科学家带领一个团队提出了这种奇异水形态的第一个尝试证据。此刻LLNL的科学家们发布了新研究成果,操纵激光驱动的冲击波和原位x射线衍射,在十亿分之一秒内察看到氧晶格的成核,初次揭示了超离子冰的微观布局,这些数据还供给了对冰巨行星内部布局的进一步领会。LLNL物理学家费代丽卡·科帕里(Federica Coppari)说:我们想确定超声速水的原子布局。

  (图示)在这张激光压缩尝试的艺术化衬着图中,大功率激光聚焦在钻石概况,发生一系列冲击波,从左到右传布到整个样品组件,同时压缩和加热最后的液态水样品,迫使它冻结成超离子水冰相。图片:Millot, Coppari, Hamel, Krauss (LLNL)

  但考虑到预测这种难以捉摸的物质形态是不变的极端前提,将水压缩到如许的压力和温度,同时拍摄原子布局的快照是一项极其坚苦的使命,这需要立异的尝试设想。研究人员在罗切斯特大学激光能量学尝试室(LLE)的Omega激光设备长进行了一系列尝试。用六束庞大的激光束发生一系列强度逐步添加的冲击波,将一层薄薄的初始液态水压缩到极限压力(100-400吉帕(GPa),或者是地球大气压力的100-400万倍)和温度(3000 - 5000华氏度)。

  LLNL的物理学家和合著者之一马利尤斯·米洛(Marius Millot)说:我们设想的尝试是为了压缩水,使其冻结成固态冰,但不确定冰晶能否真的会在十亿分之一秒内构成和发展。记实告终晶过程并确认了原子布局,研究小组用16个额外的激光脉冲炸了一个小铁箔,构成了一个热等离子体,发生了切确按时的闪光,照亮了被压缩的水样本,这些水样本一旦进入超离子冰的预测不变区域。丈量的x射线衍射图是致密冰晶在超快冲击波压缩过程中构成的一个明白特征,这表白固态冰从液态水成核的速度足以在尝试的纳秒级察看到。

  (图示)在这张x射线衍射尝试的时间合成照片中,庞大激光聚焦在水样上,放在用来记实衍射图样的诊断仪器的前板上,将水样压缩成劣势相。额外的激光束会从铁箔上发生x射线闪光,这使得研究人员可以或许对压缩/热水层进行快照,诊断监督激光脉冲的时间汗青和发出的x射线源亮度。图片:Millot, Coppari, Kowaluk (LLNL)

(来源:未知)


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