马德里，18（欧洲出版社）
研究人员首次测量了极端物质中的原子温度，发现黄金在 19,000 开尔文（18,726 摄氏度）的温度下仍能存活，这是其熔点的 14 倍多。
测量真正高温物体的温度是出了名的困难。无论是太阳的湍流等离子体，行星核心的极端条件，还是聚变反应堆内部的巨大压力，科学家们所称的“热致密物质”的温度都能达到数十万开尔文。
准确了解这些材料的温度对于研究人员充分理解这些复杂系统至关重要，但到目前为止，进行这些测量几乎是不可能的。
美国SLAC国家加速器实验室的科学家鲍勃·纳格勒在一份声明中表示：“我们拥有测量这些系统密度和压力的先进技术，但却无法测量温度。在这些研究中，温度总是估算值，误差幅度很大，这实际上强化了我们的理论模型。几十年来，这一直是一个问题。”
如今，一组研究人员首次在《自然》杂志上报道，他们直接测量了高温致密物质中原子的温度。其他方法依赖于复杂且难以验证的模型，而这种新方法可以直接测量原子的速度，从而测量系统的温度。据作者称，在他们的首次实验中，该团队将纯金加热到远超理论极限的程度，出乎意料地彻底改变了四十年来既定的理论。
近十年来，该团队一直致力于开发一种方法，以规避测量极端温度的常见挑战——具体来说，就是实验室中产生这些温度的条件持续时间短，以及难以校准这些复杂系统如何影响其他材料。“最终，我们进行了一次直接且明确的测量，展示了一种适用于整个领域的方法，”怀特说。
利用SLAC的MEC仪器，该团队用激光对金样品进行过热处理。当热量穿过纳米厚度的样品时，样品中的原子开始以与温度升高直接相关的速率振动。随后，该团队从直线加速器相干光源（LCLS）发射出一束超亮X射线脉冲，穿过过热的样品。当X射线与振动的原子发生散射时，X射线的频率略有偏移，从而揭示了原子的速度，进而揭示了它们的温度。
驳斥1980年理论
“我们惊讶地发现，这些过热固体的温度比我们最初预期的要高得多，这推翻了20世纪80年代的一个长期存在的理论，”怀特说。“这并非我们最初的目标，但这就是科学的意义所在：发现我们未知的新事物。”
每种物质都有特定的熔点和沸点，分别标志着从固体到液体，以及从液体到气体的转变。然而，也有例外。例如，当水在非常光滑的容器中快速加热时，例如在微波炉中加热一杯水，它可能会过热，温度达到100摄氏度以上而不沸腾。这是因为没有粗糙的表面或杂质导致气泡形成。
但大自然的这一诡计也伴随着更大的风险：一个体系距离其正常的熔点和沸点越远，就越容易受到科学家所说的“灾难”的影响：轻微的环境变化会引发突然的熔化或沸腾。例如，微波炉中过热的水在受到干扰时会爆炸性沸腾，可能造成严重烧伤。
虽然一些实验表明，通过快速加热材料可以克服这些中间极限，但“熵灾变仍然被认为是最终极限，”怀特解释道。
在最近的研究中，研究小组发现，黄金被加热到惊人的 19,000 开尔文（18,726 摄氏度），是其熔点的 14 倍多，远远超出了提出的熵灾变极限，同时保持了其坚固的晶体结构。
研究人员认为，快速加热可以防止黄金膨胀，使其保持固态。研究结果表明，如果加热速度足够快，过热材料可能没有上限。
