科学家首次拍到原子四维运动图像(图片来源:Alexander Tokarev/UCLA)
科学家首次拍到原子四维运动图像(图片来源:Alexander Tokarev/UCLA)

科学家首次拍到原子四维运动图像

偉誠
2019-07-7 22:41
一份于6月26日发表在《自然》期刊上报告表示,一组研究人员首次拍到了微观下原子在不同时间点的四维运动图像,同时也发现一些现有教科书对物质相变“成核”过程的认知不准确的地方。

一份于6月26日发表在《自然》期刊上报告表示,一组研究人员首次拍到了微观下原子在不同时间点的四维运动图像,同时也发现一些现有教科书对物质相变“成核”过程的认知不准确的地方。

这个世界中物质状态的切换,如凝结、熔化或气化,都始于成核阶段,这个阶段中若干原子组成的群组,也叫凝结核,彼此合并到一起。

加州大学洛杉矶分校(UCLA)的研究组利用电子断层扫描术(electron tomography),首次拍下铁铂合金的纳米微粒的成核过程。

研究人员将铁铂合金加温到520摄氏度,分别在9分钟、16分钟和26分钟的时间点拍摄其内部原子的成核过程。

在这个过程中,合金实现两种物态的转换,不过肉眼分辨不出来,只有在微观下才能看到原子排列情况的不同。

研究人员观察到,加热后,凝结核内的原子从原来铁和铂原子无序的状态,变为铁原子和铂原子层交替排列的有序状态。

同时,他们观察到了凝结核与现有物理学认知不相符的几个地方:比如,现有理论认为凝结核是圆形的,他们观察到其形状是不规则的;研究人员表示,这些发现将对物理、化学、材料学、环境科学和神经学多个领域产生重要影响。

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