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世界最速の「湯沸かし器」は、0.000000000000075秒で水をプラズマに変える

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世界最速の「湯沸かし器」は、0.000000000000075秒で水をプラズマに変える

 スウェーデンの研究者チームが、水をわずか0.000000000000075秒で10万℃に加熱することに成功した。X線レーザーを用いた一瞬の加熱によって、水が液体から一気にプラズマへと相転移したという。本来なら地球上では見られないはずの奇妙な現象を通じて、研究者たちは水の性質を解き明かし、生命の神秘へと迫ることができるのか。

SLAC国立加速器研究所にあるLCLS(Linac Coherent Light Source:線形加速器コヒーレント光源)。PHOTOGRAPH COURTESY OF SLAC NATIONAL ACCELERATOR LABORATORY SLAC国立加速器研究所にあるLCLS(Linac Coherent Light Source:線形加速器コヒーレント光源)。PHOTOGRAPH COURTESY OF SLAC NATIONAL ACCELERATOR LABORATORY

0.000000000000075秒--。これが電光石火のスピードで、水が環境温度から10万℃に達するのにかかったの時間だ。

すべてはX線レーザーの新しい装置のおかげである。この驚異的な企てに成功したのは、自由電子レーザー科学研究所とウプサラ大学のスウェーデン人研究者たちだ。彼らは非常に強力なX線レーザーを用いて、まさに0.1ピコ秒以下で水を環境温度から10万℃まで加熱したと、『米国科学アカデミー紀要(PNAS)』で発表している。彼らは「世界最速の湯沸かし器」と定義できるような装置を開発したのである。

実験において研究者チームは、X線自由電子レーザーを用いた。アメリカのSLAC国立加速器研究所にあるLCLS(Linac Coherent Light Source:線形加速器コヒーレント光源)と呼ばれるレーザーだ。このレーザーを用いることで、非常に強力で波長の短いX線を噴水に投射することに成功した。

「普通の方法ではありません」と、論文の著者であるカール・ケールマンはおどけながら話す。「通常は水を熱すると、単純に分子がより強く振動するようになるだけです」。実際に分子レヴェルでは、熱とは運動のことを意味する。熱くなればなるほど、分子の運動はより速くなる。

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