Παγκόσμιο ρεκόρ ταχύτητας θέρμανσης του νερού

Το νερό φαίνεται πως ταιριάζει στους Έλληνες επιστήμονες. Δύο ερευνητές της διασποράς συμμετείχαν σε πρωτοποριακές έρευνες που αφορούν το πιο σημαντικό υγρό του πλανήτη μας. Ερευνητές από τις ΗΠΑ και την Ευρώπη, μεταξύ των οποίων ένας έλληνας επιστήμονας της διασποράς, πέτυχαν παγκόσμιο ρεκόρ ταχύτητας θέρμανσης του νερού. Χρησιμοποιώντας ένα ισχυρό λέιζερ ακτίνων-Χ, κατάφεραν να ανεβάσουν τη θερμοκρασία του νερού, από τη θερμοκρασία δωματίου στους 100.000 βαθμούς Κελσίου, μέσα σε μόλις ένα πικοδευτερόλεπτο (εκατομμυριοστό του εκατομμυριοστού του δευτερολέπτου).

Με τον τρόπο αυτό, παρήγαγαν μια «εξωτική» μορφή του νερού, την οποία θα μελετήσουν περισσότερο στο μέλλον, ώστε να μάθουν περισσότερα πράγματα για τις ιδιότητές του. Η απότομη θέρμανση του νερού με τις ακτίνες-Χ υψηλής ενέργειας «σπρώχνει» τα ηλεκτρόνια έξω από τα μόρια του νερού, με συνέπεια το νερό να μετατρέπεται αστραπιαία από υγρό σε πλάσμα, μια κατάσταση της ύλης όπου τα ηλεκτρόνια έχουν απομακρυνθεί από τα άτομα, οδηγώντας σε ένα είδος ηλεκτρικά φορτισμένου αερίου.

Παρόλο, όμως, που το νερό μεταμορφώνεται από υγρό σε πλάσμα, διατηρεί την πυκνότητα του υγρού νερού, με αποτέλεσμα να προκύπτει μια «εξωτική» κατάσταση ύλης, που δεν συναντάται με φυσικό τρόπο στη Γη και στην οποία η θερμοκρασία είναι υψηλότερη και από τον πυρήνα της Γης.

Οι ερευνητές του γερμανικού ερευνητικού κέντρου DESY και του σουηδικού Πανεπιστημίου της Ουψάλα χρησιμοποίησαν για τα πειράματά τους το λέιζερ του επιταχυντή SLAC των ΗΠΑ. Μεταξύ των επιστημόνων, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ (PNAS), είναι ο Έλληνας Δημοσθένης Σοκαράς, ερευνητής από το 2015 του Εργαστηρίου SLAC του Πανεπιστημίου Στάνφορντ της Καλιφόρνια, ο οποίος έχει αποφοιτήσει από το ΕΜΠ και έχει πάρει το διδακτορικό του από το «Δημόκριτο».

Μια άλλη έρευνα, με επικεφαλής έναν έλληνα φυσικό της διασποράς, τον δρα Φοίβο Περάκη του Πανεπιστημίου της Στοκχόλμης, για πρώτη φορά χρησιμοποίησε ένα ισχυρό λέιζερ ακτίνων-Χ για να αποκαλύψει την υπερταχεία κίνηση των μορίων του υγρού νερού.

Οι ερευνητές από τη Σουηδία, τις ΗΠΑ και τη Γερμανία, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό “Nature Communications”, είναι οι πρώτοι που, με τη βοήθεια του επιταχυντικού συγχρότρου SLAC, «φωτογράφησαν» τα κινούμενα μόρια του νερού σε χρονική κλίμακα κάτω των 100 femtoseconds (εκατομμυριοστών του δισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου).

«Είναι μια τελείως νέα δυνατότητα να μπορούμε να χρησιμοποιούμε τα λέιζερ ακτίνων-Χ για να βλέπουμε την κίνηση των μορίων σε πραγματικό χρόνο. Αυτό μπορεί να ανοίξει ένα τελείως νέο πεδίο ερευνών σε αυτές τις χρονικές κλίμακες», δήλωσε ο Περάκης, ο οποίος έχει αποφοιτήσει από το Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Κρήτης και έχει πάρει το διδακτορικό του από το Ινστιτούτο Φυσικής Χημείας του Πανεπιστημίου της Ζυρίχης.

ΑΠΕ-ΜΠΕ