Wissenschaftler zu Tropfen Flüssigkeit zu studieren Glas zu schweben

Physiker bauen eine Levitation Kammer zur Aussetzung eines
Tropfen von Flüssigkeit in der Luft und seiner Atome zu sehen, wie es in Glas abkühlt.

Die Maschine sollte helfen, das Geheimnis des Glases, zu klären,
ist ein rätselhafter Zustand wo Angelegenheit eher wie eine Flüssigkeit als eine solide. Physiker
wollen, besser zu verstehen, was passiert mit den Atomen in einem Material, wenn es
Übergänge von einer Flüssigkeit in ein Glas.

Wir denken oft an Glas einfach als das Zeug, das ist in unserer
Windows, aber es ist tatsächlich eine Phase der Angelegenheit, wie ein Gas, eine Flüssigkeit oder ein Feststoff.
Alle Flüssigkeiten können leicht als andere Gläser, aber einige mehr werden.

"Wir haben Gläser verwendet
seit 4000 Jahren in Mesopotamien, aber wir noch verstehen Sie nicht den Prozess
– wie es geht von einer Flüssigkeit zu einem Glas "Physiker Kenneth Kelton, sagte der
Washington University in St. Louis. "Es ist eine der interessantesten
dynamische Prozesse überall herum."

Die Flüssigkeiten in dieser Studie sind Metalle – wie Titan,
Zirkon, Nickel, Platin und deren Legierungen (Metalle, gemischt mit anderen Elementen).
Wenn schnell genug abgekühlt, können diese Gläser statt Feststoffe zu bilden.

Der Schlüssel ist, dass sie außer Kontakt gehalten werden muss
mit anderen Materialien – wie ein Container – die machen es noch leichter, sich
zu einem soliden und schwieriger, ein Glas zu werden. Also für dieses Experiment, das
Flüssigkeit muss in einem Vakuum schweben nicht etwas anderes zu berühren.

Das ist, wo die Levitation
Kammer kommt.

In der Luft schweben

Die $ 1,65 Millionen Neutronen elektrostatische Levitation Kammer (NESL)
am Oak Ridge National Laboratory in Oak Ridge, Tennessee Kelton eingerichtet werden die
Teamleiter und seine Kollegen Takeshi Egami Oak Ridge und die Universität
von Tennessee, Alan Goldman der Iowa State University und Wang Xun-li aus Eiche
Ridge, Hoffnung, das Gerät zu haben und läuft in etwa drei Jahren.

Die Kammer wird Elektroden verwenden, um eine elektrische Ladung zu induzieren
auf der Oberfläche der ein Tropfen Flüssigkeit. Dann ein elektromagnetisches Feld halten, wird die
Legen Sie an einer Stelle schweben.

Eine weitere Maschine in Oak Ridge, genannt die Spallation Neutron
Quelle, Strahlen von Neutronen (neutral geladenen subatomaren Teilchen zu erzeugen
gefunden in den Kernen der Atome) zielen auf die schwebenden Tropfen. Die Forscher planen
mit Neutronen als Ersatz für Licht, eine Art von Neutron Mikroskop erstellen
um die Flüssigkeit zu studieren. Da die Neutronen durch die Flüssigkeitstropfens fliegen, können Sie
interagieren Sie mit den Atomen in den Tropfen. Und wenn die Neutronen entstehen auf der
anderen Seite des Tropfens, erscheinen sie in einem bestimmten Muster je nach der
Anordnung der Atome in der Flüssigkeit.

"Dies, wir hoffen, uns Informationen über Dinge geben wird, die
niemals in Flüssigkeiten untersucht worden sind,"sagte Kelton. "Wenn ein Atom ist
in einer Flüssigkeit bewegen, können wir etwas über diesen Antrag aus dem Weg erzählen die
Neutronen durchkommen."

Die Metalle, die als Feststoffe bei Raumtemperatur vorhanden sind, müssen
gehalten Sie in flüssiger Form bleiben sehr heiß werden. Die Forscher planen, Laser Strahlen
Balken auf die flüssigen Proben um sie erhitzt, und passen dann die Kraft des
die Laser, die Temperatur, Kühlflüssigkeiten auf Glas einzustellen.

Die Physiker hoffen, die mikroskopische Struktur der vergleichen
das Material in diesen verschiedenen Staaten zu helfen, genau das, was festzunageln
unterscheidet sie.

"Schaut man sich den Unterschied in der Struktur von einem
Flüssigkeit in ein Glas, sehen wir einen Unterschied, aber es ist sehr subtil, "Kelton
LiveScience erzählte. "Die Frage ist, was ist anders?

Was ist in einem Glas?

Eine solide hat eine sehr gut organisierte Struktur wo Atome
in regelmäßigen, sich wiederholenden Mustern wie Bausteine angeordnet. Diese Struktur
relativ stabile Aufenthalte im Laufe der Zeit. Auf der anderen Seite ist eine Flüssigkeit, ein Durcheinander,
mit Atomen in wechselnden, ungleichmäßige Muster zusammengefasst.

Glas, ist aber es, wie eine solide gefroren scheint eigentlich
angeordnet, viel mehr wie eine Flüssigkeit, und als solche hat die Fähigkeit, zu ändern,
Wenn auch langsamer als eine Flüssigkeit.

Physiker vermuten, dass, obwohl die Atome
in einem Glas-Look etwas zufällig angeordnet sind sie eigentlich mehr stecken.
als sie scheinen. Vielleicht die meisten Atome sind fixiert werden von ihren Nachbarn und
zum einen bewegen hätte seine umgebenden Atome auch verschieben. Also, wenn
Glas fließt, ist es nur, weil große Gruppen von Atomen kooperieren, um zu bewegen
zusammen.

Frühere Versuche von Kelton und seinem Team auf eine Vorstufe
Levitation Kammer hat gezeigt, dass Inseln auftreten können wo Trauben von Atomen Gruppe
zusammen in einer geordneten Formation. Diese Inseln scheinen, die größere Muster zu unterbrechen
Das würde in einem Festkörper bilden, so ihre Anwesenheit wird verhindert, dass die Flüssigkeit zu
eine solide, halten es in seinen meist wirre Zustand fest.

Aber die Forscher nicht einig darüber, wie das funktioniert, oder
ob es in allen Gläsern geschieht. Sie hoffen, die nächste Generation-experiment
neue Einblicke.

Anmerkung des Herausgebers: diese Geschichte wurde aktualisiert, um der Tatsache Rechnung getragen, dass Fensterglas fließen nicht genug auf eine menschliche Zeitskala für den Wandel sichtbar sein.

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