跳动城乡网冲击实验被广泛用于研究极端条件下物质的力学和电子特性，例如陨石撞击行星。然而，冲击发生后，对冲击后热状态及其对材料特性的影响仍然缺乏清晰的描述。
劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的科学家使用超高速X射线探测器跟踪实验中铝和锆在冲击释放时的热响应，发现产生的温度远高于预期。这项研究发表在《应用物理学杂志》上。
冲击波是一种大振幅机械波，当冲击波穿过材料时，压力、密度、粒子速度、温度和其他材料特性会突然改变。冲击压缩过程在热力学上是不可逆的，其中冲击波中的大部分能量会用于提高材料的熵和温度。
研究团队利用100飞秒X射线脉冲的衍射图案，研究在120皮秒短脉冲激光驱动下，激光冲击铝锆金属薄膜复合材料在5至75纳秒时间延迟范围内的温度变化。
“我们发现，在冲击释放后，铝和锆都会显著升温，这可以归因于非弹性变形产生的热量，”该研究的共同作者、劳伦斯利弗莫尔国家实验室首席研究员HarryRadousky说道。
事实证明，使用铝和锆机械强度和升高的强度响应的典型描述(可能归因于未知的应变率)的传统流体动力学模型不能完全解释测得的温度升高，这表明其他与强度相关的机制可能在冲击波加载/卸载循环下的热响应中发挥重要作用。
“我们发现，激光发射的总冲击能量中，很大一部分由于缺陷促进的塑性功而变成热量，转化为动能的则较少，”该研究的另一位合著者、LLNL科学家迈克·阿姆斯特朗(MikeArmstrong)表示。“这种加热效应在激光冲击实验中可能很常见，但尚未得到充分认可。冲击后的高温可能会在冲击释放过程中引起材料的相变。”
阿姆斯特朗表示，这项研究的另一个潜在应用是保存因频繁撞击事件而产生冲击历史的行星表面的磁记录。
研究小组使用直线加速器相干光源的极端条件物质仪器，发现结果显示残余温度比标准流体动力学释放模拟预期的要高得多，这表明在释放过程中发生了其他产热过程(空洞形成就是一个例子)，这些模型通常不包括这些过程。
