Technik
Paradoxer Verband aus Nanoteilchen gefriert beim Heizen
Freiburger Physiker finden ein Objekt mit negativer Wärmekapazität
Freiburg - Physiker der Universität Freiburg
haben bei winzigen Verbänden aus dem Metall
Natrium ein Verhalten entdeckt, das allen Alltagserfahrungen widerspricht.
So genannte Cluster aus rund 150 Atomen heizten sich nach einer
Bestrahlung mit Laserlicht nicht wie erwartet auf, sondern kühlten im
Gegenteil sogar deutlich ab.
"Auch in der Astrophysik ist es bekannt, dass Sternenhaufen nach einer
Energieaufnahme abkühlen können", zieht Helmut Haberland, Leiter der
Forschungsgruppe, Parallelen zu seinem Nanoexperiment. Dennoch zeigen
seine Ergebnisse erstmals, dass es auch auf der Ebene der Atome eine so
genannte negative Wärmekapazität gibt. Diesen ungewöhnlichen Effekt
erklären die Forscher mit der relativ großen Oberfläche der Nanoteilchen.
Normalerweise wird eine beliebige feste Substanz durch Laserlicht
aufgeheizt, so dass sie irgendwann schmilzt. Die Natrium-Cluster dagegen
bestehen zum Großteil aus Atomen, die an der Oberfläche liegen und sich in
einem Zwischenstadium zwischen fest und flüssig bewegen. Zusätzliche
Energie - wie hier durch Laserlicht - nutzen die Cluster, um endgültig zu
schmelzen. Dabei wird die direkte Umgebung abgekühlt. (pte)