Gull varmet opp til «umulige» 18.700 °Celsius
Et nytt eksperiment utfordrer grunnleggende fysikk.
Publisert
Det tok ti år å gjøre klart eksperimentet hvor forskningssentre både i USA og Europa deltok.
Eksperimentet kan få stor betydning både for fusjonsenergi og planetforskning.
Det siste fordi vi kanskje bedre kan forstå hvordan metaller som jern og gull oppfører seg i ekstremt varm og komprimert form, som inne i kjernen av planeter som Jupiter og Saturn.
Nå vil forskerne gjøre tilsvarende eksperiment på blant annet jern.
Varmet opp til 14 ganger smeltepunktet
Temperaturen på 18.700 grader Celsius (19.000 Kelvin) er mer enn 14 ganger gulls eget smeltepunkt.
I eksperimentet ble gullet altså varmet opp til denne temperaturen, uten at det i noen få pikosekunder (billiondels sekunder) mistet sin faste form.
Gull er ekstremt
Gull er et ekstremt materiale.
Ett gram gull – på størrelse med et fyrstikkhode – kan strekkes ut til en 2-3 kilometer lang tråd, uten å ryke.
Ett lite gram gull kan også valses ut til opptil en kvadratmeter bladgull.
Gull reagerer verken med luft eller vann. Det oksiderer ikke.
De gode egenskapene som strømleder gjør at det brukes i elektronikk som mobiltelefoner og romfart.
Brukte ultrakraftig laser
Eksperimentet med gulloppvarmingen ble gjort ved SLAC National Accelerator Laboratory i USA.
En ultrakraftig laser varmet opp en tynn gullfolie i bare 50 pikosekunder .
Samtidig målte forskerne atombevegelsene i metallet med en annen ekstrem laser, som fungerte som et termometer.
Resultatet av eksperimentet utfordrer en 40 år gammel grunnleggende fysikkregel kalt entropikatastrofen (entropy catastrophe på engelsk). Det er en litt dramatisk betegnelse på en teoretisk grense for hvor supervarme faste stoffer kan bli, før de mister sin orden og smelter.
Regelen sier at et fast stoff ikke kan være stabilt ved mer enn rundt tre ganger sitt smeltepunkt.
Gull skal ifølge reglen ha et slikt smeltepunkt ved «bare» 1.064 grader Celsius (°C).
Atomene rekker ikke å omorganisere seg
Forskerne tror hemmeligheten bak at gullet likevel kunne varmes opp til hele 18.700 °C – altså 14 ganger smeltepunktet – var at oppvarmingen skjedde så ekstremt raskt at atomstrukturen ikke rakk å bryte sammen.
Resultatet antyder at grensen for hvor mye et fast stoff kan supervarmes, kan være langt høyere – eller kanskje ikke finnes – hvis varmen tilføres raskt nok.
Kanskje handler det om at atomene ikke rekker å omorganisere seg.
Oppdagelsen kan altså få stor betydning for planetforskning – ikke minst kunnskapen om hva som foregår inne i varme planeter som kjempene Jupiter og Saturn.
Det kan også få betydning for forskningen på fusjonsenergi og studier av materie under ekstreme forhold. Metoden gir nemlig for første gang en direkte måte å måle temperatur i tette plasmaer, som oppstår i blant annet fusjonsreaktorer.
Kilder:
Thomas G. White m.fl: «Superheating gold beyond the predicted entropy catastrophe threshold», Nature, 2025
«Gold survives impossible heat, defying physics limits.» Pressemelding fra University of Nevada, Reno, publisert hos ScienceDaily.
LES OGSÅ
Opptatt av naturvitenskap og verdensrommet?
Ikke bli et fossil, hold deg oppdatert på dyr, planter, verdensrommet og mye mer mellom himmel og jord med nyhetsbrev fra forskning.no.
