มาตรฐานการสอบเทียบใหม่ที่ทนทานสำหรับการศึกษาวัสดุที่มีแรงกดดันสูงได้รับการพัฒนาโดยนักวิจัยในสหรัฐอเมริกา และเพื่อนร่วมงานใช้การทดลองการบีบอัดแบบไดนามิกเพื่อสร้างความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่างแรงกดดันและปริมาตรของทองคำและทองคำขาวที่แรงกดดันจากเทราปาสกาล มาตรฐานเหล่านี้สามารถประสานการค้นพบของการทดลองแรงดันสูงอิสระและการคาดคะเนทางทฤษฎีได้ดีขึ้น
ความดัน
เทราปาสคาลนั้นมากกว่าความดันบรรยากาศหลายสิบล้านเท่า และมีผลกระทบอย่างมากต่อโครงสร้างของอะตอมและแรงระหว่างโมเลกุลที่ยึดวัสดุไว้ด้วยกัน แท้จริงแล้ว แรงดันทางกลเชิงควอนตัมที่ป้องกันไม่ให้อิเล็กตรอนถูกดูดเข้าไปในนิวเคลียสของอะตอมนั้นอยู่ในช่วงเทราปาสกาล
ดาวเคราะห์ยักษ์ความดันดังกล่าวสามารถเปลี่ยนก๊าซ เช่น ไฮโดรเจน ออกซิเจน และซีนอนให้เป็นโลหะแข็ง และแม้กระทั่งทำให้วัสดุบางชนิดเป็นตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้อง ความดันเทราปาสคาลสามารถพบได้ที่ใจกลางของดาวเคราะห์ยักษ์ โดยดาวพฤหัสบดีมีความดันแกนกลางสูงถึง 7 TPa ด้วยเหตุนี้
ความสามารถในการศึกษาวัสดุที่เชื่อถือได้ที่ความดันเทราปาสกาลในห้องปฏิบัติการจึงเป็นประโยชน์ต่อนักดาราศาสตร์และนักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุ การทดลองที่สร้างแรงกดดันมากมักจะแบ่งออกเป็นสองประเภท: แบบคงที่และแบบไดนามิก การทดลองแบบคงที่มักจะเกี่ยวข้องกับเซลล์ทั่งเพชร
ซึ่งบีบอัดตัวอย่างขนาดเฟมโตลิตรระหว่างปลายเพชรแข็งเป็นระยะเวลาไม่จำกัด ขณะนี้ ทั่งเพชรกำลังเข้าใกล้แรงดันเทราปาสกาล แต่การทดลองแบบไดนามิกสามารถรับแรงดันได้สูงถึง 50 TPa แล้ว การทดลองเหล่านี้บดขยี้ตัวอย่างที่มีขนาดใหญ่กว่าขนาดมิลลิเมตรโดยการขับคลื่นอัดผ่านตัวอย่างเหล่านั้น
แม้ว่าความดันสูงจะคงอยู่ได้เพียงไม่กี่นาโนวินาทีเท่านั้น ด้วยความหลากหลายของเทคนิคการทดลองที่มีอยู่ มาตรฐานการสอบเทียบที่มีประสิทธิภาพจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการรับรองว่าการทดลองอิสระและการศึกษาเชิงทฤษฎีสามารถเปรียบเทียบได้อย่างน่าเชื่อถือ ในการศึกษาของพวกเขา
และทีมใช้
สิ่งอำนวยความสะดวกสองแห่งเพื่อดำเนินการบีบอัดแบบไดนามิกเป็น 1 TPa ในตัวอย่างทองคำและทองคำขาว ใช้เลเซอร์เพื่อสร้างแรงดันสูงสุด สร้างแรงดันโดยควบคุมการปล่อยพลังงานไฟฟ้าที่เก็บไว้จำนวนมากอย่างรวดเร็ว ข้อตกลงที่แข็งแกร่งจากการวัดโดยใช้แต่ละเทคนิค
นักวิจัยได้สร้างความสัมพันธ์ระหว่างความดันและปริมาตรในโลหะทั้งสอง แม้จะมีความแตกต่างกันอย่างคร่าวๆ ระหว่างขนาดตัวอย่างและเวลาในการบีบอัดในทั้งสองเทคนิค แต่ความสัมพันธ์ของความดันและปริมาตรก็แสดงให้เห็นถึงข้อตกลงที่แน่นแฟ้นระหว่างกัน นอกจากนี้ การวัดใหม่ยังสอดคล้อง
กับผลการทดลองทางสถิตก่อนหน้านี้ที่เกี่ยวข้องกับเซลล์ทั่งเพชร สิ่งนี้น่าประทับใจเป็นพิเศษ เนื่องจากความแตกต่างของขนาดตัวอย่างและสเกลเวลาการบีบอัดระหว่างการทดลองแบบคงที่และแบบไดนามิกนั้นครอบคลุมหลายลำดับความสำคัญ โดยรวมแล้ว การทดลองให้มาตรฐานใหม่ที่เชื่อถือได้
โลกนี้มันน่าเกลียด แต่งานนั้นสวยงาม“น่าเสียดาย” ไฮเซนเบิร์กเขียนถึงซอมเมอร์เฟลด์ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2481 “ในช่วงเวลาที่ฟิสิกส์มีความก้าวหน้าอย่างน่ามหัศจรรย์ และเป็นเรื่องน่ายินดีที่ได้มีส่วนร่วมในการพัฒนาต่อไป คนเรากลับเข้าไปยุ่งเกี่ยวกับการเมืองครั้งแล้วครั้งเล่า”
เพื่อไม่ให้ตัวเองห่างเหินจากการเมืองอีกต่อไปหลังจากฮิตเลอร์ขึ้นสู่อำนาจในปี 2476 แม้ว่าไฮเซนแบร์กก็เหมือนกับชาวเยอรมันหลายคน อาจมองว่าความคลั่งไคล้ชาตินิยมของฮิตเลอร์มีความเห็นอกเห็นใจอยู่บ้าง แต่เขาก็ตกใจกับความโหดร้ายของระบอบการปกครองเมื่อต้องดำเนินมาตรการเชิงปฏิบัติ
เช่นการกวาดล้างเพื่อนร่วมงานที่ไม่ใช่ชาวอารยันจากมหาวิทยาลัย ในสถานการณ์เช่นนี้ ไฮเซนเบิร์กขอคำแนะนำจากมักซ์ พลังค์ ชายชราแห่งวงการวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันผู้ยิ่งใหญ่ พลังค์โน้มน้าวเขาว่าวิชาชีพฟิสิกส์จะได้รับการปกป้องโดยความพยายามเบื้องหลังอย่างเงียบ ๆ ดีกว่าการประท้วง
อย่างเปิดเผย
“พลังค์ได้พูด ฉันคิดว่าฉันสามารถส่งต่อเรื่องนี้ให้คุณ กับหัวหน้ารัฐบาล” ไฮเซนเบิร์กเขียนถึงบอร์น ชาวยิว ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2476 หลังจากพลังค์ไปเยี่ยมฮิตเลอร์ “และได้รับคำรับรองว่าจะไม่ดำเนินการใดๆ นอกเหนือไปจากกฎหมายข้าราชการพลเรือนฉบับใหม่ที่จะขัดขวางวิทยาการ
ปฏิกิริยาของไฮเซนเบิร์กตกใจกับการเมืองอีกครั้งและถอยกลับอีกครั้ง ในจดหมายถึงแม่ของเขาในฤดูใบไม้ร่วงปี 1935 เขาเขียนว่า “ฉันต้องพอใจที่จะดูแลในสาขาวิทยาศาสตร์เล็กๆ ถึงคุณค่าที่ต้องกลายเป็นสิ่งสำคัญสำหรับอนาคต นั่นเป็นสิ่งเดียวที่ชัดเจนที่เหลืออยู่สำหรับฉันที่จะทำท่ามกลาง
ความโกลาหลทั่วไปนี้ โลกข้างนอกนั้นน่าเกลียดจริง ๆ แต่ผลงานนั้นสวยงาม” แต่การถอยเข้าสู่วิทยาศาสตร์โดยไม่มีการเมืองนั้นเป็นไปไม่ได้สำหรับนักฟิสิกส์ชื่อดัง เมื่อซอมเมอร์เฟลด์ถึงวัยเกษียณในปี พ.ศ. 2478 ไฮเซนเบิร์กคือผู้สมัครที่ชัดเจนที่จะรับช่วงต่อจากเขาที่มิวนิก แต่ขณะนี้
อุดมการณ์ของนาซีกำลังเป็นที่โจษจันในฟิสิกส์ด้วย: โยฮันเนส สตาร์กและฟิลิป เลนาร์ด ผู้ได้รับรางวัลโนเบลทั้งคู่ เรียกทฤษฎีสมัยใหม่อย่างทฤษฎีสัมพัทธภาพและกลศาสตร์ควอนตัมว่าเป็น “ฟิสิกส์ของชาวยิว” สตาร์กบ่นต่อสาธารณะว่าแม้ว่าไอน์สไตน์จะออกจากเยอรมนีไปอเมริกาแล้ว แต่ก็ยังมีนักฟิสิกส์
ที่กระทำการตามจิตวิญญาณของไอน์สไตน์ ยิ่งกว่านั้น เขาประท้วงว่า “ไฮเซนเบิร์กนักทฤษฎีพิธีการ จิตวิญญาณของไอน์สไตน์ บัดนี้ถึงกับได้รับรางวัลด้วยการเรียกให้นั่งเก้าอี้” นี่เป็นจุดเริ่มต้นของการรณรงค์ต่อต้านไฮเซนแบร์กและซอมเมอร์เฟลด์ ซึ่งสิ้นสุดลงในปี พ.ศ. 2482
แนะนำ 666slotclub / hob66
