黄金在极端高温下仍能保持稳定，突破物理极限

在题为《超越熵灾预测阈值的金超加热现象》的研究论文中，物理学家披露他们成功将金加热至19,000开尔文（33,740华氏度）以上，超过其熔点14倍，同时仍保持其固态晶体结构。

"这可能是人类迄今记录到最炽热的晶体材料，"内华达大学里诺分校物理学Clemons-Magee讲席教授、论文第一作者托马斯·怀特表示。

该结果颠覆了长期存在的熵灾理论极限。熵灾理论认为固体在超过其熔点约三倍温度时无法保持稳定而不自发熔化。实验中采用斯坦福大学SLAC国家加速器实验室的超强激光，将金的熔点1,337开尔文（1,947华氏度）提升了远超三倍的数值。

"我预期金在熔化前会显著升温，但没想到能达到十四倍的温度增幅，"怀特说道。

为加热金样本，来自内华达大学里诺分校、SLAC国家加速器实验室、牛津大学、贝尔法斯特女王大学、欧洲XFEL及华威大学的研究人员设计了一项实验：用持续50飞秒（百万分之一纳秒）的激光照射金箔。超快加热速度可能是金维持固态的关键。研究结果表明，若加热速度足够快，固体超加热的极限可能远高于预期甚至不存在。该研究开创的高能量密度物理新方法，将为行星物理学和聚变能源等领域开辟更广阔的研究前景。

怀特团队原预计金会在熔点熔化，但测量金箔内部温度需要特殊测温技术。

"我们将SLAC长达3公里的X射线激光装置——直线加速器相干光源，作为全球最大的温度计，"怀特解释，"这首次实现了对致密等离子体内部温度的测量，这是前所未有的突破。"

"能利用价值数十亿美元的实验平台与世界顶尖团队合作参与前沿科学研究，我深感荣幸。"——博士生特拉维斯·格里芬

SLAC科学家、论文合著者鲍勃·纳格勒指出："这项突破为广泛高能量密度环境下的温度诊断开辟了新途径，特别是为惯性约束聚变实验内爆阶段涉及的温稠密态温度测量提供了当前唯一直接探测手段，将对聚变等离子体条件的理解和控制产生革命性影响。"

该研究凝聚了哥伦比亚大学、普林斯顿大学、帕多瓦大学和加州大学默塞德分校长达十年的合作成果。

"这些成果公布令人振奋，我期待这些新方法能推动该领域取得更大进展，"怀特表示。

这项由国家核安全管理局资助的研究，将为超热材料研究开启新纪元。

国家核安全管理局技术与合作办公室主任贾利尔·哈德森强调："NNSA学术计划为怀特博士团队的前沿创新研究感到自豪，这些突破性工作将推动核安全事业相关关键领域的未来发展。"

怀特团队于七月重返直线加速器相干光源，测量热压缩铁的内部温度，这些数据将用于行星内部结构研究。

参与研究的包括博士生特拉维斯·格里芬、本科生亨特·斯特拉梅尔、怀特实验室前博士后丹尼尔·哈登、现普林斯顿大学博士生雅各布·莫利纳（原本科生）、牛津大学硕士生兰登·莫里森（原本科生），以及物理系研究助理教授杰里米·伊拉特卡巴尔等多名合作者。

"能与世界级团队在十亿美元级实验平台开展尖端研究，这种机遇令我无比感激，"格里芬说，"该发现彰显了这项技术的强大潜力，我对高能量密度物理和聚变研究的未来充满期待。毕业后我将继续在欧洲XFEL担任科学家开展相关工作。"