Po lazerio kaitra medžiagos pameta galvą

Visiems įprastos materijos būsenos yra keturios: kietieji kūnai, skysčiai, dujos ir plazma, kuri susidaro dujas stipriai įkaitinus. „Permatomo aliuminio“ atvejis – ne pirmasis, pretenduojantis vadintis nauja medžiagos būsena. Per eksperimentus fizikams yra pavykę sukurti ir daugiau keistų savybių turinčių medžiagų, tačiau jos visos išsilaikydavo labai trumpai.

Kad išgautų šią, dar keistesnę, medžiagą, mokslininkai kiekviename aliuminio atome lazeriu „išspyrė“ po vieną elektroną, nesuardydami metalo struktūros.

„Tai, ką mes sukūrėme, yra visiškai nauja materijos būsena, kurios dar niekas nebuvo matęs“, – teigia Oksfordo universiteto prof. Justinas Warkas. Profesoriaus teigimu, permatomas metalas yra „tik pradžia“.

Keistosios aliuminio savybės būtų laikomos visiškai normaliomis, jei susidarytų planetų branduoliuose. Tyrinėdami juos, fizikai tikisi geriau perprasti procesus, vykstančius kuriant miniatiūrines „žvaigždes“ didelės galios lazeriais. Manoma, jog šiais lazeriais vieną dieną bus galima čia, Žemėje, sukurti pigios ir nesibaigiančios energijos šaltinį.

Procesas, kurį įvaldyti siekia specialistai, vadinamas termobranduoline sinteze. Priešingai nei įprastinėse branduolinėse reakcijose, jos metu branduoliai ne skyla, o jungiasi į sunkesnius branduolius, išskirdami milžiniškus energijos kiekius.

Branduoliams sujungti reikalingi ypač galingi lazeriai – pavyzdžiui, FLASH lazeris, pastatytas Hamburgo mieste Vokietijoje. Jis iššauna ypač trumpus Rentgeno spindulių impulsus, kurių kiekvienas yra galingesnis nei jėgainės, aprūpinančios visą miestą elektra, išeinamoji galia.

Oksfordo komanda su kolegomis nukreipė visą šią energiją į tašką, kurio skersmuo dvidešimt kartų siauresnis nei žmogaus plaukas. Taške buvęs aliuminis tapo permatomas.

Tiesa, efektas truko tik 40 femtosekundžių. Kad būtų lengviau suvokti tokią trukmę, femtosekundę galima prilyginti sekundei tokiu santykiu, kokiu sekundė prilygsta 420-čiai milijonų metų.

Svarbiausia yra tai, kad tokia medžiagos būsena yra įmanoma ir pasiekiama.

„Mūsų eksperimentas yra išskirtinis tuo, kad įprastą aliuminį pavertėme nauja medžiaga vienu šūviu, naudodami tik vieną labai galingą lazerį, – pažymi J. Warkas. – Sekundės dalį mėginys atrodo ir elgiasi kaip visiškai nauja medžiaga. Kai kuriais atžvilgiais aliuminis reagavo taip, lyg mes kiekvieną jo atomą būtume pavertę siliciu [iš silicio gaminamas stiklas – aut. past.]. Tai yra taip neįtikėtina, lyg būtume atradę, kaip šviesos pagalba šviną paversti auksu!“.