这简直逆了个天！但你并没有看错，这是7月23日发表在顶刊《自然》上的真实研究成果。这一发现，就像一颗重磅炸弹，直接挑战了物理学界一个长达40年的“金科玉律”，很可能将改写未来的物理教科书。
你的第一反应可能是：这怎么可能？这不是违背热力学定律了吗？
别急，让我们一步步揭开这个惊人实验背后的秘密。
◆ 01一个被奉为圭臬的“熵灾”预言
首先，我们得知道科学家们这次挑战的是什么。
1988年，物理学家提出了一个著名的理论，叫做“熵灾难”（entropy catastrophe）。你可以把它通俗地理解为一个“物质熔化的终极死线”。这个理论认为，任何固体，无论你用多快的速度给它加热，一旦温度高到某个极限（大约是其熔点的3倍），它内部的混乱程度（也就是“熵”）就会达到和液体一样的水平，此时它将不可避免地、瞬间地、灾难性地熔化。
40年来，这个理论就像一个“物理预言”，是高温物理研究中一个公认的边界。没人想过，这个边界竟然可以被打破。
◆ 02如何给一万九千度的原子测体温？
要挑战这个极限，首先你得有个能精确测量极端高温的“神器”。
但要给几万度的物质测温压根不现实，因为普通温度计远远达不到这个温度就已经灰飞烟灭了。这也是几十年来困扰科学家的难题：我们能创造极端高温，却很难精确测量它的温度，误差大到“估算基本靠猜” 。
而这次，来自SLAC国家加速器实验室、内华达大学等机构的顶尖科学家们，发明了一种全新的测温方法。他们使用的设备堪称“美国重器”——直线相干光源（LCLS）。
整个过程如同一次精密的“原子狙击”：
1. “加热”：科学家用一束超强超快的激光，在万亿分之一秒内，闪电般地轰击一片比头发丝还薄的金箔。
2. “测速”：紧接着，另一束更亮的X射线脉冲（来自LCLS）穿过这片被加热的金箔。温度越高，金原子振动得越快。X射线撞上这些狂飙的原子后，就像交警的雷达测速枪一样，其频率会发生微小的改变（多普勒效应）。
3. “读数”：通过分析X射线的频率变化，科学家就能反推出原子的振动速度，从而精确地计算出金箔的实时温度。
当他们用这双“火眼金睛”读出数据时，所有人都惊呆了——在好几个皮秒（1皮秒=1万亿分之一秒）的时间里，黄金的温度飙升到了19000开尔文（约等于19000摄氏度），是其正常熔点（约1337K）的14倍，但X射线衍射图明确显示，它的晶体结构依然完整，它居然还是固体！
“熵灾”预言，在这一刻被彻底打破。
◆ 03 为什么它没有熔化？答案是：快！
为什么黄金没有熔化？难道是热力学第二定律失效了？
科学家解释说：我们可没有违反热力学第二定律，答案，就藏在一个字里——快。
天下武功，唯快不破。原来在物理世界，这句话同样适用。
这次的加热速度达到了惊人的每秒千万亿度（10¹⁵ K/s）。这是什么概念？它快到连黄金原子自己都“没反应过来”。
你可能做过这个实验，你迅速地从一桌铺着桌布的餐具下抽走桌布，如果速度够快，餐具会留在原地。这个实验异曲同工。
常规熔化：缓慢加热时，原子获得能量，开始剧烈振动，晶格膨胀，最终结构崩塌，变成液体。
超快加热：在万亿分之一秒的时间尺度上，能量瞬间注入，原子被“原地加热”，剧烈振动，但晶格根本来不及膨胀和扩张。由于没有膨胀，其内部的“熵”增长方式就和传统理论预言的完全不同，始终低于液体的熵，因此它成功地“欺骗”了熔化机制，在远超理论极限的温度下，维持了固态。
简单说，就是加热的速度，超越了物质膨胀和熔化的速度。
◆ 04 这项研究到底有什么用？
你可能会问，让黄金在超高温下不熔化，除了发一篇顶刊论文，对我们普通人有什么用？
用处太大了！这扇门一打开，后面可能是一个全新的世界。
1. “人造太阳”的催化剂：可控核聚变是人类的终极能源梦想。在聚变反应中，燃料靶丸就会被压缩到这种“温热稠密”的极端状态。能精确测量其温度，就能更好地设计反应路径，让人类离“人造太阳”更近一步。
2. 解密行星核心：地球、木星等行星的核心，就是超高压、超高温的物质。利用这项技术，我们可以在实验室里模拟这些条件，从而揭开宇宙深处的奥秘。
3. 创造“不可能”的材料：既然可以打破“熵灾”极限，意味着我们或许可以通过超快加热和冷却，创造出一些在自然界不存在的、拥有奇异特性的新材料。
每一次我们以为抵达了知识的边界，其实只是推开了一扇通往新世界的大门。 这项研究不仅颠覆了我们对物质熔化的传统认知，更提供了一个前所未有的强大工具，让我们得以窥探和驾驭极端世界。
参考文献：
White, T.G., Griffin, T.D., Haden, D. et al. Superheating gold beyond the predicted entropy catastrophe threshold. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09253-y
