Новости Китайские физики «сфотографировали» атомную перестройку за 80 пикосекунд

[KILL[33.Rus]]

Учёные впервые увидели, как атомы перестраиваются под ударом, и построили единую модель фазового перехода.​

Исследователи из Китайской академии инженерной физики (CAEP, Чэнду) совместно с коллегами из Юго-Западного университета Цзяотун и Нинбоского института материаловедения Китайской академии наук совершили прорыв в понимании того, как материалы меняют внутреннюю структуру под экстремальным воздействием. Результаты опубликованы в Physical Review Letters .

В чём суть​

Когда по кристаллу, например хлориду калия, бьёт ударная волна, его атомы за наносекунды перестраиваются из одной кристаллической решётки в другую. Это явление — фазовый переход — лежит в основе моделирования ударов метеоритов, эволюции недр планет и поведения материалов при экстремальных нагрузках. Но как именно происходит перестройка, до сих пор оставалось загадкой.

Проблема была двойной: процесс длится сотни наносекунд, и увидеть его «изнутри» было технически невозможно. Кроме того, прежние модели описывали, как движутся атомы, но не отвечали на вопрос, какая сила заставляет их двигаться .

Что сделали учёные​

Команда использовала синхротронное излучение и впервые «сняла» процесс перестройки атомов хлорида калия на временном масштабе 80 пикосекунд — это 80 триллионных долей секунды. Работа заняла восемь лет .

В результате исследователи не только увидели механизм, но и построили единую модель, объясняющую, что движет атомами: скольжение (сдвиг) одних атомных слоёв относительно других. Это принципиально новый взгляд на фазовые переходы в ионных кристаллах.

Почему это важно​

Подход «сверхбыстрый эксперимент + атомное моделирование», по словам авторов, можно перенести на другие материалы — от геофизики до создания новых сплавов и керамики. Фактически речь о новом инструменте для изучения материи в экстремальных условиях.

​

Насколько реалистично применять эту методику к материалам, которые нас интересуют практически — от аккумуляторов до брони?
Восемь лет на один эксперимент — это норма для фундаментальной науки или слишком долго даже для неё?