Science 

Wie Forscher Wasser ultraschnell erhitzen können

Mithilfe eines Röntgenblitzes lässt sich Wasser ultraschnell erhitzen.
Mithilfe eines Röntgenblitzes lässt sich Wasser ultraschnell erhitzen.
Foto: DESY
Oft dauert es eine gefühlte Ewigkeit, bis das Wasser für die Nudeln zu kochen beginnt. Das könnte bald der Vergangenheit angehören, denn Forscher aus Hamburg entwickeln derzeit eine Methode, mit der Wasser in weniger als einer Nanosekunde auf 100 Grad erhitzt werden kann.

Sie nutzten dazu einen Röntgenlaser, teilte das Forschungszentrum DESY in Hamburg mit. Von weiteren Experimenten mit dem schnellsten Wasserkocher der Welt erhoffen sich die Wissenschaftler neue Einblicke in die besonderen Eigenschaften von Wasser. „Das ist sicherlich nicht der übliche Weg, Wasser zu kochen“, sagte Forschungsleiter Carl Caleman vom Center for Free-Electron Laser Science (CFEL) bei DESY. Zusammen mit Forschern der Universität Uppsala in Schweden stellte er seine Arbeit in den „Proceedings“ der US-Nationalen Akademie der Wissenschaften vor. Normalerweise würden die Wassermoleküle beim Erhitzen immer stärker in Bewegung versetzt.

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„Unsere Heizung ist ganz anders“, betont Caleman. „Der energiereiche Röntgenblitz schlägt die Elektronen aus den Wassermolekülen hinaus und zerstört so die Balance der elektrischen Ladung. Die Atome spüren plötzlich eine starke abstoßende Kraft und beginnen, sich heftig zu bewegen.“ In nur 75 Femtosekunden (oder: 0,000 000 000 000 075 Sekunden) werde das flüssige Wasser zu Plasma. Plasma wird als vierter Aggregatzustand neben fest, flüssig und gasförmig bezeichnet. Die Forscher hatten am US-Forschungszentrum SLAC ultrakurze und hochintensive Röntgenblitze mit dem Freie-Elektronen-Laser LCLS auf einen feinen Wasserstrahl geschossen. Die Ergebnisse haben auch Konsequenzen für die Forschung mit Röntgenlasern, mit denen Wissenschaftler unter anderem die atomare Struktur winziger Proben untersuchen.

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