研究人员测量过冷原子液体中的晶体成核

位于汉堡附近舍内费尔德的欧洲 XFEL 研究人员仔细观察了过冷液体中第一次结晶核的形成过程。他们发现，这种形成时间比之前认为的要晚得多。这一发现可能有助于更好地了解未来云层中冰的形成，并更准确地描述地球内部的一些过程。

每个孩子都知道，当天气变得极冷时，水就会结成冰。对于水来说，这种情况通常发生在 0°C(水的熔点)以下。这是我们使用的摄氏温标上的一个固定点。

然而，从液态到固态的转变是一个非常复杂的过程，很难在原子水平上进行实验研究。其中一个原因是晶体是随机形成的：你不知道它何时何地发生。

此外，液体可以长时间保持亚稳态：即使它实际上应该冻结并变成固体，它仍保持液态。这使得确定晶体形成的最佳时刻并观察其生长变得极其困难。

然而，这些影响与自然界息息相关。例如，它们在云层中冰的形成或地球内部的进程中起着决定性的作用。

利用欧洲 XFEL 的 X 射线自由电子激光器发出的强烈 X 射线闪光，位于汉堡附近舍内费尔德的欧洲 XFEL 的一个国际研究小组现已成功精确测量过冷液体的成核。实验在真空中进行，因此 X 射线不会与空气中的分子相互作用，从而干扰实验。

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