Pallad w ekstremalnym chłodzie
Symulacja dynamiki molekularnej
Proces krystalizacji metalu wydaje się prostym zjawiskiem. Jednak to, jak dokładnie powstają i rosną kryształy w silnie przechłodzonej cieczy, nadal nie jest w pełni jasne. Tę tematykę podjął w artykule Crystallisation kinetics of supercooled liquid palladium międzynarodowy zespół badaczy z udziałem naszych fizyków. Pierwszą autorką jest nasza doktorantka, mgr inż. Zuzanna Kostera.
Zuzanna Kostera na terenie ośrodka badawczego XFEL
— Proces krystalizacji zachodzi tak szybko, że jego bezpośrednia obserwacja eksperymentalna do niedawna wykraczała poza możliwości dostępnej aparatury pomiarowej. Połączyliśmy więc symulacje dynamiki molekularnej, pozwalające śledzić ruch atomów, z wynikami eksperymentu przeprowadzonego w ośrodku badawczym European XFEL — mówi Zuzanna Kostera.
XFEL (X-ray Free Electron Laser) to przykład zaawansowanej infrastruktury badawczej, w której ultrakrótkie impulsy rentgenowskie, trwające dziesiątki femtosekund, umożliwiły obserwację zmian struktury cienkich warstw palladu podczas niezwykle szybkiego topnienia indukowanego femtosekundowym laserem optycznym, a także chłodzenia z szybkościami rzędu 1e12 K/s.
Kluczowe było osiągnięcie wspólnej skali czasowej eksperymentu i symulacji. Pozwoliło to bezpośrednio porównać przewidywania modelu atomowego z wynikami pomiarów. Wyniki przybliżają nas do zrozumienia procesów krystalizacji w przechłodzonych metalach.
Zapoznaj się z artykułem Crystallisation kinetics of supercooled liquid palladium w Acta Materialia
Autorzy z Wydziału Fizyki PW: Zuzanna Kostera, Przemysław Dzięgielewski, Adam Olczak, Jerzy Antonowicz
