近期，一项关于黄金在极端加热条件下的实验在科学界引起了轰动。美国内华达大学雷诺分校的研究团队，利用先进的超快加热技术，成功将黄金加热至接近19000℃的高温，而在此过程中，黄金竟然保持了其固体形态。
这项实验借助了高分辨率非弹性X射线散射技术，使研究人员能够直接追踪到黄金样品的晶格温度。实验装置复杂且精密，短脉冲激光技术的应用使得实验过程中的中间失稳现象得以有效规避，从而逼近了所谓的熵灾变阈值。
实验中，研究人员通过短脉冲激光以超过10¹⁴开尔文/秒的加热速率对黄金样品进行加热，实现了在1.4倍至2.1倍熔点温度（Tₘ）范围内的过热。值得注意的是，这一温度已接近但并未完全达到预期的理论极限。更令人惊讶的是，在如此极端的加热条件下，黄金的离子温度竟高达其熔点的14倍，而黄金依然维持着固体结构。
为了精确测量这一高温下黄金样品的离子温度，研究人员采用了非弹性X射线散射技术，通过测量散射光子的能量偏移来确定离子的速度分布，进而计算出温度。这一方法直接且不依赖模型，攻克了长期以来高温、固体密度体系中离子温度精确测量的难题。
实验中，一个50纳米厚的多晶金样品被固定在镍网格上，并受到45飞秒、400纳米波长的短脉冲激光照射。激光聚焦在半径约100微米的光斑上，产生的能量密度高达4.9焦耳/平方厘米。同时，高亮度X射线源与高分辨率光谱仪的结合使用，使得研究人员能够测量到由离子运动引起的微小光谱展宽。
研究结果显示，在加热速率超过10¹⁵开尔文/秒时，黄金样品的离子温度迅速上升，最高达到了约19000℃，这一温度远超此前预测的熵灾变界限。这一发现不仅改写了人们对极端条件下固相稳定性的认知，也为高压与高能量密度研究带来了新的突破。
研究人员还通过精确调控光学泵浦激光与X射线探针之间的时间延迟，首次实现了金材料在激光辐照后离子温度演化过程的直接测量。这一过程中，热电子的迅速热传导和电子-声子能量转移起到了关键作用。
实验的成功离不开先进的自由电子激光装置，如美国SLAC国家加速器实验室的直线加速器相干光源（LCLS）。这些装置产生的高能量、窄展宽的X射线为实验提供了关键的技术支持。
此次实验不仅挑战了人们对固体过热极限的传统认知，也为未来极端条件下的物质研究开辟了新的道路。随着技术的不断进步，科学家们将能够更深入地探索物质的奥秘，为科学界带来更多的惊喜和发现。
