對(duì)于一般人而言,玻璃常被誤認(rèn)為是一種透明固體。而嚴(yán)格地說(shuō),玻璃其實(shí)是一種被稱(chēng)為“非晶態(tài)過(guò)冷液體”的物質(zhì),表面與固體相似,內(nèi)部結(jié)構(gòu)又與液體相似,是介于固體與液體之間的一種具有獨(dú)立形態(tài)的物質(zhì)。但對(duì)于其形成過(guò)程卻沒(méi)有幾個(gè)人能做出解釋。據(jù)美國(guó)生活科學(xué)網(wǎng)3月31日?qǐng)?bào)道,美國(guó)物理學(xué)家的一個(gè)研究項(xiàng)目或許能解開(kāi)這讓人困惑不已的“玻璃之謎”。
負(fù)責(zé)該項(xiàng)研究的美國(guó)華盛頓大學(xué)圣路易斯分校物理學(xué)家肯尼斯?凱爾頓稱(chēng),他們正在建造一個(gè)被稱(chēng)為“中子靜電懸浮室(NESL)”的實(shí)驗(yàn)裝置。該裝置將使一滴液態(tài)金屬懸浮在真空中,從而對(duì)其在由液態(tài)冷卻為玻璃的過(guò)程中的內(nèi)部原子活動(dòng)進(jìn)行觀(guān)察。研究人員稱(chēng),該設(shè)備有望在原子層面對(duì)玻璃的獨(dú)特屬性做出解釋?zhuān)瑫r(shí)也將會(huì)讓人們對(duì)液體到玻璃的轉(zhuǎn)化過(guò)程產(chǎn)生更好的理解。
凱爾頓表示,所有的液體都可以轉(zhuǎn)化為玻璃,區(qū)別僅存在于轉(zhuǎn)化的難易程度上。早在4000多年前,美索不達(dá)米亞地區(qū)的人們就開(kāi)始使用玻璃,但直到現(xiàn)在為止,人們卻仍然不理解液體轉(zhuǎn)化為玻璃的具體過(guò)程。
該實(shí)驗(yàn)計(jì)劃用鈦、鋯、鎳、鉑以及合金為研究對(duì)象。如果冷卻得足夠快,這些金屬就能形成玻璃而非固體。但其前提是,整個(gè)過(guò)程中液態(tài)金屬滴必須懸浮在真空當(dāng)中,不能與任何物體接觸。
NESL將通過(guò)電極在金屬液滴表面加載電荷,之后用電磁場(chǎng)使其保持在一個(gè)穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)。橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室另一臺(tái)被稱(chēng)為“散變中子源”的儀器將產(chǎn)生中子束,“照射”懸浮金屬液滴。研究人員計(jì)劃用這種方法使中子起到“光線(xiàn)”的作用,從而能夠形成一個(gè)中子顯微鏡,來(lái)觀(guān)察整個(gè)過(guò)程中懸浮液滴中原子的變化。
據(jù)了解,這座造價(jià)為165萬(wàn)美元的中子靜電懸浮室將建造在美國(guó)田納西州橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室,預(yù)計(jì)在3年內(nèi)完成制造并投入使用。
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