Schrift:
Ansicht Home:
Wissenschaft

Röntgenlaser erzeugt Plasma

Der schnellste Wasserkocher der Welt

In 0,000000000000075 Sekunden auf 100.000 Grad - mit einem Röntgenlaser haben Physiker Wasser in Rekordzeit erhitzt. Das Verfahren ist nicht unbedingt der übliche Weg, um Wasser zu kochen, scherzen die Forscher.

Brad Plummer/ SLAC National Accelerator Laboratory

Freie-Elektronen-Laser LCLS

Dienstag, 15.05.2018   13:45 Uhr

Für den Tee oder die Nudeln mal fix ein bisschen Wasser erhitzen, das geht im Wasserkocher ziemlich flott. Gemessen an den Maßstäben, mit denen Forscher nun Wassermoleküle erhitzt haben, bedeutet das Warten am heimischen Kocher allerdings selbst bei kleinen Mengen immer noch eine Ewigkeit.

In einigen Billiardstel Sekunden haben Forscher vom Forschungszentrum Desy in Hamburg Wasser auf 100.000 Grad Celsius erhitzt. Sie nutzten dazu allerdings keinen klassischen Wasserkocher, sondern einen Röntgenlaser. Von weiteren Experimenten erhoffen sich die Wissenschaftler neue Einblicke in die besonderen Eigenschaften von Wasser.

Vierter Aggregatzustand erzeugt

"Das ist sicherlich nicht der übliche Weg, Wasser zu kochen", sagte Forschungsleiter Carl Caleman vom Center for Free-Electron Laser Science (CFEL) beim Desy. Zusammen mit Forschern der Universität Uppsala in Schweden stellte er seine Arbeit in den "Proceedings of the National Academy of Sciences" vor. Normalerweise würden die Wassermoleküle beim Erhitzen immer stärker in Bewegung versetzt.

"Unsere Heizung ist ganz anders", betont Caleman. "Der energiereiche Röntgenblitz schlägt die Elektronen aus den Wassermolekülen hinaus und zerstört so die Balance der elektrischen Ladung. Die Atome spüren plötzlich eine starke abstoßende Kraft und beginnen, sich heftig zu bewegen." In nur 75 Femtosekunden (oder: 0,000 000 000 000 075 Sekunden) werde das flüssige Wasser zu Plasma. Plasma wird als vierter Aggregatzustand neben fest, flüssig und gasförmig bezeichnet.

Das Experiment fand in Kalifornien statt. Am Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) hatten die Forscher ultrakurze und hochintensive Röntgenblitze mit dem Freie-Elektronen-Laser LCLS auf einen feinen Wasserstrahl geschossen. Die Ergebnisse haben auch Konsequenzen für die Forschung mit Röntgenlasern, mit denen Wissenschaftler unter anderem die atomare Struktur winziger Proben untersuchen.

jme/dpa

Verwandte Artikel

Mehr im Internet

Artikel

© SPIEGEL ONLINE 2018
Alle Rechte vorbehalten
Vervielfältigung nur mit Genehmigung der SPIEGELnet GmbH
TOP