Visualización en femtosegundos de la dinámica de la red en la materia comprimida por choque

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Mecánica de los Sólidos Mecánica de los Sólidos
• Física de la materia condensada Física de la materia condensada

Sus antecedentes:

• Comprender la evolución ultra rápida de las microestructuras es crucial para los fenómenos de alta presión y tasa de deformación.
• Visualizar la dinámica de la red en escalas de simulación atómicas sigue siendo un desafío significativo.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la respuesta dinámica del cobre bajo la compresión de choque láser.
• Para visualizar la dinámica de la red en escalas de tiempo de femtosegundos y resoluciones espaciales de micrómetros.

Principales métodos:

• Mediciones de difracción de rayos X en femtosegundos.
• Compresión por choque láser de muestras de cobre.
• Mediciones de resistencia de materiales de alta precisión in situ.

Principales resultados:

• Observó la evolución de la red de cobre de 1D elástica a 3D de relajación plástica dentro de picosegundos.
• Se alcanzaron tensiones elásticas normales máximas de ~73 GPa y tasas de deformación de 10^9 s^-1.
• Las tensiones de corte medidas alcanzan los 18 GPa durante la relajación plástica.

Conclusiones:

• El estudio proporciona información sin precedentes sobre el comportamiento de los materiales en condiciones extremas.
• Ahora es posible la comparación directa entre los datos experimentales y las simulaciones atomísticas.
• Avanza en la comprensión de las propiedades dinámicas de los materiales en escalas críticas.