*ペンシルベニア大学の科学者は、超極性原子を使用して、固体が加熱されたときに固体が溶ける理由について長年の謎を解きました。
固体を加熱すると、材料を構成する原子または分子がますます速く動き始めます。これにより、材料が拡大し、密度が低くなります。最終的に、原子または分子は非常に速く動き、隣人から脱出することができ、材料は溶けます。
材料の融点は、溶ける温度です。この温度は、材料によって異なります。たとえば、氷は摂氏0度で溶けますが、鋼は摂氏1,538度で溶けます。
材料の融点は、原子または分子を一緒に保持する力の強度によって決定されます。固体では、これらの力は、原子または分子をすぐに動き回っている場合でも、そのようにしているほど強いです。ただし、温度が上昇すると、これらの力は弱くなり、弱くなります。最終的に、力は原子または分子を一緒に保持し、材料を溶かすほど強くなりません。
Pennの物理学者は、非常に単純なシステムで融解プロセスを研究するためにウルトラコールド原子を使用しました。彼らはガスを作成し、レーザーによって所定の位置に保持されているストロンチウムとイッテルビウム原子を含むウルトラコールド原子を閉じ込め、それを加熱してそれがどのように溶けたかを見ました。
彼らは、融解プロセスが2つのステップで行われることを発見しました。まず、原子はますます速く動き始め、小さなクラスターを形成します。これらのクラスターは、最終的に一緒に融合して液体を形成するまで、ますます大きくなります。
物理学者はまた、ガスの融点は固体の融点よりもはるかに低いことを発見しました。これは、ガス内の原子が固体ほどしっかりと詰まっていないため、隣人から脱出するためにそれほどエネルギーを必要としないためです。
この作業は、融解プロセスに関する新しい洞察を提供し、科学者が材料の融点を制御する新しい方法を開発するのに役立ちます。これは、材料科学、工学、医薬品など、さまざまな分野で重要な用途を持つ可能性があります。
