Tìm ra lời giải của hiện tượng băng tan
Tan chảy được xem là một hiện tượng cơ bản của vật lý học. Chính vì thế hiểu được bản chất của nó có vai trò cực kỳ quan trọng trong việc hiểu biết thế giới vật chất. “Tuy nhiên, những chi tiết cơ bản về cơ chế khiến một cục đá tan ra đến nay vẫn còn rất mơ hồ”, Arjun Yodh, thuộc Đại học Pennsylvania , cho biết. “Một cách nông cạn, nguyên lý của nó rất dễ hiểu. Khi một vật rắn nóng lên, các phân tử trong băng cần nhiều năng lượng hơn và đung đưa nhiều hơn, chuyển trạng thái từ rắn sang lỏng. Điều này đúng một phần, nhưng thực tế lại phức tạp hơn và cũng hấp dẫn hơn nhiều".
Vấn đề là chúng ta chưa bao giờ quan sát được giai đoạn đầu tiên của sự tan chảy. Các nhà khoa học không thể nhìn thấy các nguyên tử liên quan vì chúng quá nhỏ và vì chúng náu mình trong cấu trúc của vật liệu rắn. Vì thế nhóm của Yodh đã chế ra một vài nguyên tử lớn. Đặc biệt, họ chế tạo các tinh thể thấu quang (có thể nhìn xuyên qua được) giống như các hạt nhỏ và có thể nhìn thấy dưới kính hiển vi quang học.
Nhóm nghiên cứu nhận thấy quá trình tiền tan chảy xuất hiện ở vài điểm, nơi các nguyên tử trong tinh thể xếp hàng lộn xộn và chúng bắt đầu di chuyển (các thay đổi này hiện rõ trong các bức ảnh được chụp khi vật liệu bắt đầu nóng lên). Sự xáo trộn đó rất giống với sự khác biệt nhìn thấy trong cánh đồng lúa mỳ, các nhà khoa học nói.
“Những chuyển động này sau đó lan đến các phần ngăn nắp khác của tinh thể". Ahmed Alsayed nói. "Có thể thấy hiện tượng tiền tan chảy phụ thuộc vào loại khuyết tật của tinh thể và vào khoảng cách giữa những chỗ khuyết tật đó”.
"Tình trạng tiền tan chảy bên trong vật liệu rắn cho thấy bản thân chất lỏng đã tồn tại trong tinh thể trước khi tinh thể đạt đến nhiệt độ tan chảy", Yodh nói. "Hiểu được hiệu ứng này sẽ cung cấp những giải pháp mới trong việc thiết kế các vật liệu mạnh hơn, trơ lỳ hơn hoặc kém hơn trước biến thiên nhiệt độ.
Nguồn: LiveScience, 2005
