El ESL provee una manera única de probar sustancias sin que estas estén en contacto con un contenedor o crisol que pueda contaminar la muestra. Es utilizado para examinar metales, cerámica y compuestos de vidrio en estado liquido, a altas o bajas temperaturas. El Laboratorio del ESL para "procesos sin contenedor" produce también información que ayuda en la creación de nuevos materiales tales como vidrios metálicos, y compuestos de metal y cerámica. Aplicaciones para estas nuevas sustancias incluyen nuevos materiales ópticos, superconductores, vidrio irrompible, materiales con memoria, y hasta palos de golf de "metal líquido" que golpean la bola a mayores distancias.
"Para crear nuevos materiales tanto para aplicaciones tecnológicas en la Tierra como en el espacio, debemos entender las propiedades físicas que determinan el comportamiento de las sustancias y sus ingredientes," explica Rogers. "Los estudios que se están efectuando en materiales de cerámica y metales en su estado líquido cubren un amplio rango de características. Necesitamos obtener información sobre la estabilidad de la superficie en estado líquido, la densidad y flujo de los materiales, su capacidad para absorber y emitir calor, y como llegan al estado sólido. Estudiamos fenómenos muy especiales como el subenfriamiento (undercooling, en ingles) y la enucleación."
El Subenfriamiento describe hasta que temperatura por debajo de su punto normal de congelación un material puede mantenerse en estado líquido, - si presenta o no formaciones de núcleos y se cristaliza cuando se enfría. Algunos metales permanecen en un estado amorfo, no cristalizado, cuando regresan a su estado sólido y se convierten en nuevos materiales muy útiles llamados vidrios metálicos.
El ESL utiliza electricidad estática para hacer flotar un objeto dentro de una cámara al vacío. Mientras la muestra está en levitación, un rayo láser calienta la muestra hasta su punto de fundición de tal manera que los científicos pueden medir sus propiedades físicas sin interferencia del contenedor.
Dos placas horizontales que actúan como electrodos, cargan la muestra eléctricamente y la repelen hacia arriba y hacia abajo hasta que ésta encuentra una posición de balance entre las dos. La muestra es colocada en la posición vertical por dos pares de electrodos más pequeños. Una lámpara de arco de deuterio de alta energía alumbra la muestra para reemplazar la carga eléctrica que pierde al emitir electrones por razón de la temperatura. Un sistema de realimentación digital controla la posición de la muestra, utilizando láser para calcular pequeños cambios en la carga de los electrodos y la ubicación de la muestra. De esta manera la muestra permanece iluminada por el láser que aplica el calor - aunque algunos experimentos pueden efectuarse sin calentamiento por los láser.
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