ทีมนักวิทยาศาสตร์จาก Center for Free-Electron Laser Science (CFEL) ที่สถาบัน DESY ในเยอรมันและ Uppsala University ในสวีเดน ได้ค้นพบวิธีสร้างพลาสมาที่มีอุณหภูมิสูงถึง 100,000 ̊C จากน้ำ ภายในเวลาไม่ถึง 75 เฟมโตวินาที (75 ส่วนในพันล้านวินาที หรือแค่เพียง 0.000000000000075 วินาที) ซึ่งถือเป็นการเพิ่มอุณหภูมิให้กับน้ำที่รวดเร็วที่สุดในโลกจนเกิดการเปลี่ยนสถานะเป็นพลาสมาโดยอาศัยรังสี X-ray เป็นตัวกระตุ้นให้น้ำมีอุณหภูมิสูงขึ้นจนถึงค่าดังกล่าว

โดยปกติในการเพิ่มอุณหภูมิของสสารอย่างน้ำ จะเริ่มจากการให้พลังงานความร้อนหรืออาศัยคลื่นไมโครเวฟซึ่งจะทำให้โมเลกุลของน้ำเกิดการสั่น จนทำให้พลังงานจลน์ของโมเลกุลน้ำสูงขึ้นและส่งผลให้อุณหภูมิของน้ำสูงขึ้น แต่การค้นพบครั้งใหม่ของทีมนักวิทยาศาสตร์จากเยอรมันและสวีเดน ได้แสดงให้เห็นว่าการใช้รังสี x-ray สามารถเพิ่มอุณหภูมิของน้ำจากอุณหภูมิห้องที่ 25̊C ให้กลายเป็นพลาสมาที่มีอุณหภูมิสูงได้ถึง 100,000 ̊C ภายในเวลาไม่ถึง 75 เฟมโตวินาที โดยหลักการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำโดยการใช้ x-ray จะแตกต่างออกไปจากวิธีการปกติที่เราใช้กัน สำหรับการใช้ x-ray นั้น คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าพลังงานสูงจะวิ่งไปชนโมเลกุลของน้ำทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกมาจากโมเลกุล ส่งผลให้น้ำเกิดการเปลี่ยนสถานะจากของเหลวไปเป็นพลาสมาที่เป็นสถานะที่ 4 ของสสาร ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อสสารเกิดการสูญเสียอิเล็กตรอนออกไปจากโมเลกุลอย่างน้อย 1 ตัว ทำให้สสารเกิดการกลายสภาพเป็นแก๊สที่ประกอบไปด้วยไอออนและอิเล็กตรอนในปริมาณที่เท่าๆกัน โดยในการทดลองครั้งนี้น้ำที่เปลี่ยนสภาพเป็นพลาสมาจะยังคงปริมาตรเดิมเอาไว้ ซึ่งพลาสมาดังกล่าวจะมีอุณหภูมิสูงได้ถึง 100,000 ̊C

การค้นพบในครั้งนี้นอกจากจะทำให้นักวิทยาศาสตร์ค้นพบวิธีการใหม่ในการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำได้ในเวลาเพียงแค่เศษเสี้ยววินาทีแล้ว ยังถือเป็นการช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาสถานะใหม่ของน้ำที่เรียกว่า exotic state ที่เกิดจากการสูญเสียอิเล็กตรอนออกไปจากโครงสร้างโมเลกุลแล้วเปลี่ยนสถานะเป็นพลาสมาส่งผลให้คุณสมบัติของสสารต่างไปจากเดิม ซึ่งจะทำให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจสมบัติของน้ำที่สถานะต่างๆได้มากขึ้น

ที่มา https://phys.org/news/2018-05-world-fastest-heater100000-degrees-10th.html
เรียบเรียงโดย @MrVop