Нагреть за пикосекунду!
Учёные предложили способ, как нагреть воду до 600 градусов Цельсия за триллионную долю секунды! Речь, правда, идёт о микрограммах вещества. Метод основан на использовании ультракоротких, но мощных импульсов терагерцового излучения.
Такие импульсы могут генерироваться в некоторых случаях в так называемых лазерах на свободных электронах. Эти лазеры вообще-то обычно предназначены для генерации рентгеновского излучения (а между терагерцовым излучением и рентгеновским лежат инфракрасный, видимый и ультрафиолетовый диапазоны электромагнитных волн), но вместе с тем генерируют и короткие терагерцовые всплески.
Оценки показывают, что строящийся сейчас Европейский рентгеновский лазер на свободных электронах (European X-ray Free-Electron Laser, European XFEL) будет способен производить терагерцовые импульсы длительностью 250 фемтосекунд (фемтосекунда — это одна триллиардная, то есть 10-15 секунды) с энергией 25 мДж. Интересно, что длительность такого импульса сравнима с длиной волны.
Сгенерированные импульсы можно сфокусировать в пятно диаметром около 1 мм, достигнув интенсивности излучения на уровне 1010 Вт/см2. Если фокусировка происходит в воде, которая, как известно, эффективно поглощает терагерцовое излучение, то, как показывает численное моделирование, за время действия импульса произойдёт нагрев микрограмма воды от 0 до 600 градусов Цельсия.
При этом вода, конечно же, перейдёт в состояние перегретого пара, однако потребуется почти миллисекунда, чтобы её объём значительно изменился — именно столько времени требуется молекуле воды, чтобы сдвинуться на расстояние порядка миллиметра. За эту миллисекунду в нагретом объёме будут идти необычные химические реакции, которые и представляют особый интерес для исследователей.
Пока что идея подтверждена только численным моделированием, результаты которого представлены в недавно опубликованной статье, но учёные планируют проверить её в эксперименте уже в ближайшее время. Ну что ж, пожелаем им удачи и будем следить за новостями.
Источник: Heating Water To 600 Degrees Celsius In One Trillionth Of A Second | Popular Science
