Una película fina aguanta el golpe exprés
Una película fina como una telaraña, hecha de cinco metales, recibió el impacto del láser. En su interior, la presión saltó hasta 55 gigapascales, como si cien elefantes se pusieran sobre una uña. La aleación resistió y, durante una fracción de nanosegundo, se comprimió sin romperse.
Los científicos siguieron el proceso con un destello de rayos X de siete femtosegundos. Para que te hagas una idea: en un femtosegundo, la luz recorre una distancia cien veces más fina que un cabello humano. El destello logró 'fotografiar' cómo los átomos de la aleación se comprimían un cinco por ciento.
Experimentos como este ayudan a predecir cómo se comportará un material ante un impacto o una explosión. Una aleación de cinco metales que no se destruye bajo una presión tremenda podría servir para proteger naves espaciales o en reactores.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2603.21076
High entropy alloys (HEAs) are multi-principal-element alloys designed for tailorable mechanical performance and have been attracting significant engineering interest, yet their fundamental behaviour under extreme dynamic conditions, such as shock loading, remains unexplored. Here, we report laser-shock experiments on two different types of 1-micrometers-thick HEA microfilms, CuPdAgPtAu and CrFeCoNiCuMo, on 25-micrometers-thick black-Kapton ablator driven by a high intensity laser pulse (532 nm, 5 ns, 16 J, 0.5-mm diameter focal spot) and probed by an X-ray free electron laser (XFEL) pulse (12 keV, 7 fs). Time-resolved X-ray diffraction (XRD) shows the formation of a transient phase with a lattice compression up to 5.1% of the CuPdAgPtAu HEA along the (111) plane; this transient compressed phase existed for 0.3 ns. The impedance matching Hugoniot analysis estimated a shock pressure of 55 +/- 6 GPa in the HEA film, while Au- and Fe-based equations of state (EoS) modelling predict 80 GPa (0.8 MBar) at the free HEA surface. The free HEA surface reached maximum velocities of ~ 5 km/s as recorded from in situ monitoring with the velocity interferometry system for any reflector (VISAR) imaging. These initial HEA results show the suitability of HEA sample preparation and XFEL-based XRD characterisation under extreme shock loading, and are promising for experimental determination of the EoS of this emerging class of materials (beamtime proposal No.: 2024A8503 for a 6-hour preliminary experiment).
Una presión de 55 gigapascales es comparable a la del centro de la Tierra, a unos 1500 kilómetros de profundidad.
En la novela 'El marciano' de Andy Weir, una fina película de aleación protege la base marciana de los impactos de micrometeoritos.