Como todos sabemos, cuando la gente usa láser para cortar materiales metálicos, lo principal es que el equipo libera un haz láser ultra denso, que se irradia sobre el material metálico a través del punto de luz,Al mismo tiempo, una corriente de aire de alta velocidad coaxial con el haz sopla el material fundido o quemado rápidamente,que produce la formación de una hendidura.
Pero un estudio reciente en los Estados Unidos ha desafiado nuestro conocimiento previo.El equipo de investigación del Laboratorio Nacional de Aceleradores del Departamento de Energía del SLAC en los últimos días a través de experimentos reveló que el oro en los pulsos láser de alta energía del tiempo, produjo una serie de comportamientos especiales diferentes de los anteriores.
Crédito de la imagen: Laboratorio Nacional de Aceleradores
Los experimentos han demostrado que algunos materiales (por ejemplo, el silicio) se descomponen rápidamente cuando son excitados por láseres de alta energía.cuando se exponen a fuertes pulsos láser, en lugar de derretirse, se vuelven estructuralmente más fuertes.
Este fenómeno se atribuye en gran parte a cambios en el comportamiento de los fonones y ajustes en la forma en que los átomos de oro vibran.que tienden a volverse inestables y a derretirse cuando se exponen a una luz láser fuerte durante el procesamiento.
De hecho, la posibilidad de este fenómeno, conocido como endurecimiento fonónico, se ha demostrado durante décadas a través de simulaciones.El Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC del Departamento de Energía ha revelado este endurecimiento de fonones utilizando la fuente de luz coherente del acelerador lineal (LCLS) de SLAC.
En el laboratorio de materia en condiciones extremas, they captured atomic-scale images of the response of thin gold films to optical laser pulses under extreme experimental conditions by targeting the films with optical laser pulses and then taking atomic-scale snapshots of the material's response using ultrafast X-ray pulses from the LCLS.
Observando cuidadosamente los cambios sutiles y capturando los momentos precisos cuando la energía de los átomos de oro aumentó,fueron capaces de profundizar en el mundo de los átomos de oro desde un punto de vista de alta resolución, proporcionando pruebas concretas y concluyentes del fenómeno del endurecimiento de los fonones.
Los investigadores descubrieron que cuando el oro absorbe pulsos láser de energía extremadamente alta, el enlace entre los átomos de oro aumenta significativamente.Este cambio conduce a una aceleración de la frecuencia de las vibraciones atómicas, lo que a su vez puede afectar el punto de fusión y las propiedades de reacción térmica del oro.
El experimento resuelve preguntas de larga data sobre la excitación ultrarrápida de metales y demuestra que los láseres intensos pueden cambiar por completo la respuesta de una red.la confirmación experimental de las predicciones teóricas también demuestra que la fuente de luz lineal de acelerador coherente (LCLS) de SLAC es capaz de medir estos fenómenos en un grado asombroso, abre nuevas posibilidades para el futuro de la investigación en ciencias de los materiales.
Por supuesto, fenómenos similares también pueden ocurrir en otros metales como el cobre, el platino y el aluminio.que podrían ayudar a crear materiales con mayor resistenciaEn términos de procesamiento láser y fabricación de materiales, la comprensión de estos dos procesos a nivel atómico puede conducir a otra ronda de innovación tecnológica y de materiales.
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