Un esperimento condotto al laboratorio SLAC della Stanford University ha dimostrato che l’oro può raggiungere temperature estreme mantenendo la propria struttura cristallina solida, sfidando una teoria consolidata della fisica dei materiali. Il team, guidato da Thomas White dell’Università del Nevada, ha portato campioni di oro a oltre 19.000 gradi Kelvin senza che si fondessero, mettendo in discussione la cosiddetta “catastrofe entropica”, secondo cui un solido non può superare circa tre volte la propria temperatura di fusione senza sciogliersi. Per l’oro, con un punto di fusione di 1.337 Kelvin, il limite teorico era di circa 4.000 Kelvin.
La catastrofe entropica: un dogma scientifico messo in discussione
Pubblicati su Nature il 23 luglio, i risultati mostrano che il team ha superato di 14 volte il punto di fusione dell’oro, registrando il materiale cristallino più caldo mai osservato. Questo ribalta decenni di convinzioni scientifiche e ridefinisce i limiti di stabilità dei materiali.
Il successo è stato possibile grazie al Linac Coherent Light Source, un laser a raggi X lungo tre chilometri definito da White “il termometro più grande del mondo”. Lo strumento ha permesso di misurare per la prima volta la temperatura all’interno di un plasma denso. Il riscaldamento dell’oro è avvenuto in appena 50 quadrilionesimi di secondo: una velocità estrema che ha impedito al metallo di perdere la sua struttura solida.
La velocità può superare i limiti teorici della materia
Questa tecnica potrebbe avere applicazioni cruciali per la fusione nucleare e l’astrofisica. Bob Nagler, del SLAC, evidenzia che si tratta dell’unico metodo diretto per misurare la temperatura di stati densi e caldi rilevanti negli esperimenti di energia da fusione inerziale. Nel luglio scorso, il metodo è stato applicato anche al ferro ad alta temperatura per studiare gli interni planetari, aprendo nuove prospettive per la geologia e l’astrofisica.
Il progetto è frutto di dieci anni di lavoro congiunto tra istituzioni come Columbia University, Princeton, Università di Padova e Università della California, con il sostegno della National Nuclear Security Administration. Tra i protagonisti, il dottorando Travis Griffin, che continuerà la ricerca all’European XFEL, ha espresso entusiasmo per le opportunità aperte da questa scoperta nella fisica ad alta densità energetica e nella ricerca sulla fusione.