對於一般人而(ér)言,玻璃常被誤認為是一種透明固體。而(ér)嚴格地說,玻璃(lí)其實是一種被稱為“非(fēi)晶態過冷液體”的物質,表麵(miàn)與固體相似,內部結構又與液體相似,是介於固體與液體之間的一種具有獨(dú)立形態的(de)物(wù)質。但對於其形成過程卻沒有幾(jǐ)個人能做出解釋。據(jù)美國生活科(kē)學網3月31日報道,美國物理學家的一個(gè)研究項目或許能解開(kāi)這讓人困惑(huò)不已的“玻璃之謎”。
負(fù)責該項研究的美國華盛頓大學聖路易斯分校物理學家肯尼斯(sī)?凱(kǎi)爾頓稱,他們(men)正在建造一個被稱為“中子靜電懸浮室(NESL)”的(de)實驗裝置。該裝置(zhì)將使一滴液態金屬懸浮在真空中,從而對(duì)其在由液態冷卻為玻璃(lí)的過程中的內部原子活動進行觀察。研究人員稱,該(gāi)設備有望在原子(zǐ)層麵對玻璃的(de)獨特屬性做出解釋,同時也將(jiāng)會讓人們對液體到(dào)玻璃的轉(zhuǎn)化過程產生更好的理解。
凱爾頓表示,所有的液體都可(kě)以轉化為玻璃,區別僅存在於轉(zhuǎn)化的難易程度上。早在4000多年前,美索不達米(mǐ)亞地區的人們就開始(shǐ)使(shǐ)用玻璃,但直到現在為止,人們卻仍然不理解液體轉化為(wéi)玻璃的具(jù)體過程。
該實驗(yàn)計劃用(yòng)鈦、鋯、鎳、鉑以及合金為研究對象。如果冷卻得足夠快,這些金屬就(jiù)能形成玻璃而非固體。但其前(qián)提是,整個過程中液態(tài)金屬滴必須懸浮在真空當中,不能與任何物體(tǐ)接觸。
NESL將(jiāng)通過電極在金屬液滴表麵加(jiā)載電荷,之後用電磁場使其保持(chí)在一個穩定的懸浮狀(zhuàng)態。橡樹嶺國家實驗室另一台被稱為“散(sàn)變中子源”的儀器將產生中子束,“照射”懸浮金屬液滴。研究人員計(jì)劃用這種(zhǒng)方法使中(zhōng)子起到“光線”的作用,從而能夠形成一個中子顯微鏡,來觀察整個過程中懸(xuán)浮液滴中原子的變化。
據了解,這座造價為165萬美元的中子靜(jìng)電懸浮室將建(jiàn)造在美國田納西州橡樹嶺國家實驗室,預計在3年內完成(chéng)製造並投(tóu)入使用。