一项非接触实验揭示了物质在恒星级高温下，随着原子有序结构瓦解，其导电性如何突然下降。

在恒星、巨行星甚至地核深处，物质存在于一种奇特的中间态——既非固体，也非完全等离子体。这种被称为"暖密物质"的极端物质形态，决定了行星磁场的产生方式与核聚变的演化过程。然而，尽管暖密物质在宇宙中普遍存在，但由于其温度甚至超过太阳表面且无法用传统仪器接触，它长期以来始终蒙着神秘面纱。

经过近十年的努力，一个研究团队终于找到了一种无需接触即可直接测量其关键性质——电导率——的方法。这一突破为探索以往实验无法触及的极端环境开辟了新途径。

用光破解高温带来的难题

此前，科学家只能估算暖密物质的导电能力。传统方法需要将导线或探针物理连接至材料，但当温度飙升至数千度时，这种方法即刻失效。因此，物理学家对暖密物质的认知大多依赖于难以验证的间接线索和理论模型。

该研究的作者们通过彻底避免接触来应对这一挑战。他们不使用实体接触材料，而是借助光来完成测量。

首先，研究人员取一片薄铝样本，用强激光将其急速加热至约1万开尔文（约为太阳表面温度的两倍）。此时铝进入暖密物质状态。接下来的关键创新是：团队向白炽化的样本发射太赫兹辐射（一种波长极短的光）。这种光无需物理接触即在铝内部诱导出电场。

通过精确测量材料对该电场的响应，研究人员可直接计算出其电导率。资深作者西格弗里德·格兰泽表示："这是迄今测量暖密物质电导率最精确的技术。"

意外发现：导电性两次骤降

观测结果令团队惊讶。随着铝被加热，其导电能力急剧下降——不是一次，而是两次。第一次下降发生在材料从固态金属转变为暖密物质时，这符合预期。但第二次下降此前从未被清晰观测到。

为探究原因，研究人员利用美国能源部SLAC国家加速器实验室的另一台强大仪器，进行了超快电子衍射实验。他们向样本发射高能电子，在万亿分之一秒的时间尺度上捕捉铝原子结构的变化快照。测量显示，第二次电导率下降发生在暖密铝的原子结构突然从有序排列转变为无序状态时。

开启极端物质探索新时代

这种新型非接触方法不仅解决了技术难题，更为物理学家提供了在极端条件下检验和完善物质模型的可靠手段。此类模型对理解恒星、行星内部及聚变能源至关重要。它有助于科学家更好地解释地球磁场的生成机制，并优化面临类似极端条件的核聚变实验设计。

当然，该方法仍有局限。例如，目前仅在对相对简单的金属铝上得到验证。但团队已计划拓展研究。论文第一作者、斯坦福大学博士后研究员本杰明·奥福里-奥凯表示："我期待对更复杂的材料，以及地核相关材料（如铁）进行此类测量。"

数十年来，暖密物质一直是物理学家知其存在却难以深入研究的存在。如今，光作为一种精确的非接触探针，终于打破了这道屏障——首次将宇宙中最极端的环境纳入实验可及的范围。

该研究发表于《自然·通讯》期刊。

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