内华达大学里诺分校和斯坦福大学SLAC国家加速器实验室的科学家们在《自然》杂志上发表的最新研究中，成功将黄金加热至超过19000开尔文的极高温度，相当于其熔点的14倍多，而黄金竟然仍保持固体晶体结构不变。这一突破性发现不仅创造了有史以来最热晶体物质的记录，更重要的是推翻了物理学界长期认可的"熵灾变"理论极限。

　　突破百年物理定律的意外发现

　　传统的熵灾变理论认为，任何固体材料在温度超过其熔点三倍时都会自发熔化，无法维持稳定的晶体结构。这一理论在过去几十年中一直被视为不可违背的物理定律。然而，此次实验结果显示，黄金在温度达到正常熔点1337开尔文的14倍以上时，依然能够保持固态。

　　SLAC 极端条件物质 (MEC) 仪器的研究人员使用激光对黄金样本进行过热处理。然后，他们利用直线加速器相干光源 (LCLS) 发射超亮 X 射线脉冲穿过样本，测量样本中原子振动的速度，从而测量其温度。图片来源：Greg Stewart/SLAC 国家加速器实验室

　　"这可能是有史以来记录到的最热的晶体物质，"该研究的主要作者、内华达大学里诺分校克莱蒙斯-麦吉物理学教授托马斯·怀特表示。"我原本预计黄金在熔化前会升温相当高，但没想到温度会上升十四倍。"

　　研究团队采用了前所未有的超快激光技术，以50飞秒（千万亿分之一秒）的极短时间对薄金箔进行加热。正是这种极快的加热速度成为黄金能够在如此高温下保持固态的关键因素。实验结果表明，当加热速度足够快时，固体过热的极限可能要比之前认知的高得多，甚至可能根本不存在理论上限。

　　革命性测温技术揭示微观世界

　　为了精确测量金箔内部的温度，研究团队开发了一种全新的测温方法。他们利用SLAC直线加速器相干光源这台长达3公里的X射线激光器作为"世界上最大的温度计"。

　　"这让我们首次能够测量高密度等离子体内部的温度，这在以前是不可能实现的，"怀特教授解释道。这种创新的激光光谱方法通过发射超亮X射线脉冲穿过样本，测量样本中原子振动的速度，从而准确计算出材料的内部温度。

　　SLAC研究员、论文合著者Bob Nagler强调了这一技术突破的重要意义："这一进展为在广泛的高能量密度环境中进行温度诊断铺平了道路。特别是，它提供了目前唯一可用于探测惯性聚变能实验内爆阶段遇到的高温致密态温度的直接方法。"

　　开启多领域科学研究新纪元

　　这项研究成果的影响远远超出了基础物理学范畴，为多个前沿科学领域开辟了新的研究方向。在聚变能研究领域，新的温度测量技术将为理解和控制聚变反应中的等离子体条件提供革命性的工具，这对于实现可控核聚变具有重要意义。

　　在行星科学方面，研究团队已经开始利用类似技术研究热压缩铁的内部温度，这将帮助科学家更好地理解行星内部结构和形成过程。地球核心以及其他行星内部的极端条件长期以来一直是科学研究的难点，新技术的出现为揭示这些神秘世界提供了可能。

　　高能量密度物理学领域也将从中受益匪浅。这一新方法不仅能够帮助科学家理解物质在极端条件下的行为，还可能推动新材料的开发和应用。

　　此次研究历时十年，汇聚了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X射线自由电子激光器、华威大学、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等多所世界顶尖研究机构的智慧。

　　美国国家核安全局技术与合作办公室主任贾利尔·哈德森对此研究给予高度评价："美国国家核安全局学术项目很荣幸能够支持怀特博士及其团队所领导的突破性创新，以进一步推动有利于核安全事业的未来关键研究领域的发展。"

　　这项突破性研究不仅挑战了物理学的基本认知，更为未来科技发展开辟了无限可能。随着研究团队继续深入探索，我们有理由相信，这一发现将在聚变能源、材料科学、行星探索等多个领域产生深远影响，推动人类科学技术迈向新的高度。