Este, fără îndoială, cel mai rapid încălzitor de apă din lume. Atinge 100.000 de grade Celsius în mai puțin de o zecime de picosecundă. Acesta din urmă este o miime dintr-o miliardime de secundă. Un timp atât de scurt încât este greu de imaginat.
O echipă de oameni de știință condusă de Carl Caleman de la Centrul pentru știința laserului cu electroni liberi de la DESY și de la Universitatea suedeză Uppsala a reușit acest lucru. Cercetătorii au transformat un puternic laser cu raze X în cel mai rapid „încălzitor de apă” din lume, ajungând la 100.000 de grade Celsius în mai puțin de o zecime de picosecundă.
Experimentul a produs o stare de apă "exotică", din care cercetătorii speră să afle mai multe despre caracteristicile celui mai important lichid al Pământului.
Oamenii de știință au folosit laserul la Laboratorul Național de Accelerare SLAC din Statele Unite pentru a produce raze X extrem de intense, ultra-scurte într-un jet de apă.
„Nu este metoda obișnuită de a-ți fierbe apa. În mod normal, atunci când încălziți apa, moleculele vor fi pur și simplu agitate mai tare. La nivel molecular, căldura este mișcare. Acest lucru poate fi realizat, de exemplu, prin transferul căldurii dintr-o sobă sau direct cu microunde care fac ca moleculele de apă să se balanseze înainte și înapoi din ce în ce mai repede în pas cu câmpul electromagnetic ”, explică Caleman.
Încălzirea produsă în timpul studiului a fost diferită. Razele X cu energie ridicată au străpuns electronii moleculelor de apă, distrugând astfel echilibrul sarcinilor electrice. În acel moment, brusc atomii simt o puternică forță respingătoare și încep să se miște violent. În mai puțin de 75 de femtosecunde, sau 75 de milionimi de miliardimi de secundă, apa se schimbă din lichid în plasmă. Aceasta din urmă este considerată a patra stare a materiei, în care electronii sunt îndepărtați din atomi, ducând la un fel de gaz încărcat electric.
„Dar, pe măsură ce se transformă din lichid în plasmă, rămâne în continuare la densitatea apei lichide, deoarece atomii nu au timp să se miște semnificativ”, a declarat co-autorul Olof Jönsson de la Universitatea Uppsala.
Această stare exotică a apei nu este nimic ce poate fi găsit în mod natural pe Pământ. Are caracteristici similare cu plasma soarelui și cu gigantul gazos Jupiter, dar are o densitate mai mică. În plus, este mai cald decât miezul Pământului.
„Apa este într-adevăr un lichid ciudat și, dacă nu ar fi caracteristicile sale unice, multe lucruri de pe Pământ nu ar fi așa cum sunt, în special viața”, a spus Jönsson.
Aceasta este doar prima parte a experimentului. În viitor, oamenii de știință vor căuta să afle mai multe despre proprietățile generale ale apei și numeroasele anomalii, inclusiv conductivitatea termică și densitatea, toate acestea fiind importante pentru viața pe Pământ. Dar nu numai. În timp ce scalarea acestui tip de tehnologie va dura ceva timp, gândirea la încălzirea apei la temperaturi foarte ridicate într-o clipire deschide o gamă largă de aplicații de economisire a energiei.
Francesca Mancuso
