你能想象这台“热水器”加热水有多快吗?不到75飞秒(一飞秒相当于一千万亿分之一秒)就将水加热到10万摄氏度。研究人员利用美国能源部SLAC国家加速器实验室的X射线激光器“直线加速器相关光源”,将水从液态瞬间转变为等离子态。
一般烧开水是通过加速水的分子运动来提高水温,但这一实验与普通的烧水原理不同,高能X射线将水分子中的电子击出,从而破坏了电荷平衡,而突然感受到斥力的原子会开始剧烈运动,导致温度骤升。被剥夺了电子的原子会形成等离子体,这是一种带电气体,处于等离子态的水仍具有液态水的密度,这是因为原子还来不及分离太远。除了可以研究水的奇异特性外,这一实验还为使用高能X射线研究微量样品的原子结构提供了范例。