Самый быстрый водонагреватель в мире

21.05.2018

Ученые использовали один из самых мощных рентгеновских лазеров, Linac Coherent Light Source (LCLS), для того, чтобы нагреть воду от нормальной температуры до 100 тысяч градусов Цельсия за время, меньшее одной десятой доли пикосекунды. Благодаря этому лазер LCLS можно назвать самым быстрым в мире "водонагревателем", который способен поместить воду в экзотическое состояние материи, через что ученые пытаются узнать нечто новое о свойствах одного из самых изученных веществ на Земле.

Сверхкороткие импульсы рентгеновского излучения, вырабатываемые лазером на свободных электронах LCLS, были нацелены на воду, текущую тонкой струйкой. Процесс нагрева воды в данном случае кардинально отличается от ее нагрева при помощи традиционного нагревателя. Рентгеновское излучение выбивает свободные электроны из молекул воды, что нарушает баланс электрических зарядов. Атомы, потерявшие электрон, начинают отталкиваться друг от друга и разгоняются до высоких скоростей, что равнозначно повышению их температуры.

В результате описанных выше процессов, менее чем за 75 фемтосекунд (0.000 000 000 000 075 секунды) вода переходит из жидкого состояния в состояние плазмы. Напомним нашим читателям, что плазма - это своего рода газ, состоящий из свободных электронов и ионов. Но самым интересным является то, что вода, уже превратившаяся в плазму, короткое время продолжает пребывать в жидком состоянии, ведь у атомов еще попросту не было времени на то, что бы разлететься, сформировав облако газа.

Проведенные учеными измерения показывают, что вода сохраняет свою структуру на протяжении 25 фемтосекунд после "удара" импульсом лазера. Но уже через 75 фемтосекунд структура воды претерпевает кардинальные изменения. В настоящее время ученые занимаются составлением математической модели процессов, происходящих в воде во время столь быстрых превращений, и наличие такой модели сможет пролить в будущем свет на некоторые другие явления, в которых принимает участие вода.

Ученые считают, что вода в подобном состоянии может пребывать где-то в недрах газовых гигантских планет, подобных Юпитеру. Но на Земле нигде нет подходящих условий для того, чтобы вода могла пребывать там в состоянии "жидкой плазмы".

<< Назад: Универсальная молекула против всех видов простуды 21.05.2018

>> Вперед: Беспроводные наушники Audio-Technica QuietPoint ATH-ANC700BT 20.05.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Рыжий ген и ускоренная эволюция 30.04.2026

Вопрос о том, как и насколько быстро меняется человеческий вид, давно занимает биологов и генетиков. Долгое время считалось, что эволюционные процессы происходят крайне медленно, однако новые данные заставляют пересматривать эти представления. Особенно интересные результаты связаны с изменением частоты редких генетических признаков, включая рыжий цвет волос. Рыжеволосость сегодня остается редкой чертой: ее носители составляют менее 2 процентов мирового населения. Однако анализ древней и современной ДНК показывает, что ген, связанный с этим признаком, за последние примерно 10 тысяч лет стал заметно более распространенным, особенно среди популяций Европы. Более того, вместе с ним исследователи фиксируют и другие изменения в генетическом профиле человека, затрагивающие внешность и физиологические особенности. Среди сопутствующих тенденций, выявленных в генетических данных, отмечается увеличение частоты светлой кожи, снижение вероятности мужского облысения, а также некоторые физиолог ...>>

Нейтринный лазер 30.04.2026

Нейтринный лазер - это гипотетическое устройство, способное управлять потоками одних из самых трудноуловимых частиц во Вселенной. Такая разработка открывает новые горизонты в изучении фундаментальных законов природы и может изменить представления о космосе. Идею нового типа излучателя представили физики из Massachusetts Institute of Technology, предложив лазер, который вместо света генерирует поток нейтрино. Эти частицы, почти не взаимодействующие с материей, настолько слабо проявляют себя, что их часто называют "частицами-призраками". Тем не менее они пронизывают все вокруг: по оценкам, триллионы нейтрино ежесекундно проходят через человеческое тело, не оставляя следа. Несмотря на их колоссальную распространенность во Вселенной, нейтрино остаются одними из наименее изученных частиц. Их крайне сложно регистрировать, а еще сложнее контролировать, поэтому традиционно их получают в крупных установках вроде ядерных реакторов или ускорителей частиц. Такие комплексы требуют огромных за ...>>

Мороженое не такое вредное, как принято считать 29.04.2026

В питании часто встречаются продукты, которые одновременно вызывают удовольствие и сомнения с точки зрения здоровья. К таким относится и мороженое: оно воспринимается как типичный десерт с высоким содержанием сахара и жиров, однако современные научные данные постепенно усложняют это привычное представление. Долгое время считалось, что мороженое не может быть частью рационального питания, однако исследования последних лет показывают более неоднозначную картину. Ученые подчеркивают, что влияние этого продукта на организм зависит не только от его сладости или калорийности, но и от состава, качества ингредиентов и общего образа жизни человека. Одни из наиболее масштабных данных были получены в рамках долгосрочных наблюдений в США, включавших проекты Nurses Health Study, Nurses Health Study II и Health Professionals Follow-Up Study. В этих исследованиях на протяжении 20-40 лет наблюдали примерно 190 тысяч взрослых участников, регулярно собирая данные об их питании, физической активнос ...>>

Полет в самолете без пауз в бизнесе 29.04.2026

Авиаперелеты перестают быть просто временем в пути и превращаются в продолжение рабочего дня. Особенно это касается деловых пассажиров, которым важно сохранять продуктивность даже на высоте десяти километров. В ответ на этот запрос авиационная индустрия начинает предлагать решения, которые стирают границу между офисом и салоном самолета. Компания Boeing представила концепцию, которая радикально меняет представление о комфорте в полете. Речь идет о персональных рабочих капсулах, полностью изолированных от шума салона и спроектированных с учетом эргономики длительной работы. Идея этих модулей заключается в создании индивидуального пространства, где пассажир может сосредоточиться на задачах без отвлекающих факторов. Концепт предусматривает два формата использования: работу в сидячем положении и альтернативную конфигурацию, позволяющую работать стоя, что делает пространство более гибким и адаптируемым под разные сценарии. Особое внимание в проекте уделяется акустическому комфорту ...>>

Неконтролируемый смех и эффект откока 28.04.2026

Смех обычно воспринимается как простая и приятная реакция на шутку или забавную ситуацию, однако с точки зрения нейробиологии он представляет собой сложный процесс, в котором участвуют эмоции, социальное восприятие и системы вознаграждения мозга. Именно поэтому в некоторых ситуациях человеку бывает трудно удержаться от смеха, даже если он кажется неуместным. К такому выводу пришли исследователи из University of Gottingen, которые изучали механизмы возникновения и подавления смеха. В их работе было показано, что смех далеко не всегда является полностью сознательным действием и нередко запускается автоматическими процессами в нервной системе. Ученые выделяют два основных типа смеха, различающихся по своему происхождению. Первый - непроизвольный, "беспомощный" смех, возникающий спонтанно и практически не поддающийся контролю. Второй - социальный или вежливый смех, который человек использует осознанно для поддержания общения или выражения реакции в обществе. Нейробиологически эти ...>>

Случайная новость из Архива Найден ген избыточного веса 18.02.2019 Исследовательская группа Кембриджского университета под руководством профессора Инес Баросо проанализировала геном более 150 тысяч человек и вычленила последовательность шести вариантов генов, которые ассоциируются с увеличением индекса массы тела (ИМТ) - стандартным медицинским показателем, который рассчитывается по соотношению веса и роста. Революционность открытия Инес Баросо в том, что для своих исследований она собрала самую многочисленную группу испытуемых, к тому же в нее входили не только люди с избыточной массой тела (как это было в ранних работах на ту же тему), но и те, кто никогда не испытывал такой проблемы. Оказалось, что указанные гены в определенной цепочке взаимосвязей встречаются у 79% полных испытуемых, и только у 20% стройных. То, о чем мы и так догадывались, оказалось реальностью: пока один человек толстеет только от взгляда на пончики, другой может уплетать их дни напролет и не прибавить ни грамма. Но не спешите ритуально сжигать абонемент в спортзал и вставать под знамена радикального бодипозитива. Все не так просто. Конечно, заложенную в нас программу изменить нельзя. Но все-таки 20% худышек, которые носят в себе "гены полноты", стали исключением и не пошли по пути набора лишних килограммов. Ученые тщательнейшим образом исследовали параметры жизни этих "счастливчиков" и оказалось, что секрет прост: они вели здоровый образ жизни, потели в спортзалах, занимались бегом и ставили себе разумные ограничения в еде. Кстати, среди них не оказалось ни одного анорексика или человека с прочими нарушениями пищевого поведения. То есть генетика в данном случае - вовсе не фатум, а лишь приговор для склонных к полноте людей работать над собой в разы больше, чем прирожденные стройняшки. А как же 21% испытуемых, которые по задумке природы не имели склонности к избыточному весу и все-таки вошли в клуб толстяков? Тут тоже нет ничего мистического. Генетики подчеркивают, что склонность к "алиметарному" (пищевому) ожирению может быть не только генетической, но и приобретенной: мозг может запустить команду к накоплению лишних килограммов как команду SOS, в ответ на сильный стресс, тяжелую болезнь, гормональный срыв. Кстати, "гены ожирения" взаимодействуют с теми же зонами мозга, которые могут и самостоятельно запустить механизм набора веса.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026