Naukowcy doprecyzowali temperaturę topnienia diamentu pod ekstremalnym ciśnieniem

Badacze za pomocą potężnego lasera ultrafioletowego stopili próbki syntetycznego diamentu i doprecyzowali temperaturę jego topnienia przy ultrawysokim ciśnieniu. Nowe pomiary wykazały, że wcześniejsze szacunki eksperymentalne były zawyżone o ponad 700 stopni Celsjusza, informuje Live Science.

Uderzenia laserowe i pomiary

Naukowcy skierowali laser na niewielkie płytki syntetycznego diamentu, tworząc fale uderzeniowe. Pod ich wpływem materiał zmieniał się z przezroczystego w lustrzany, a znaczny wzrost współczynnika odbicia stał się jedną z oznak topnienia.

Zespół mierzył również jasność świecenia próbek podczas eksperymentu, co pozwoliło dokładniej określić temperaturę topnienia. Współautor pracy, pracownik naukowy Lawrence Livermore National Laboratory Marius Millot, oświadczył, że próbki udało się skompresować falą uderzeniową do temperatur wyższych niż temperatura powierzchni Słońca oraz ciśnienia większego niż w centrum Neptuna i Urana.

Wyniki badania, opublikowanego 13 sierpnia w czasopiśmie Nature Physics, uzgodniły dane eksperymentalne z modelami teoretycznymi. Wcześniej różnica między wcześniejszymi pomiarami a prognozami modeli sięgała 1244 stopni Celsjusza — około 20%.

Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.

Diament w ciekłym węglu

Za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej badacze ustalili, że przed stopieniem diament nie przeszedł w inną stałą formę węgla. Zdaniem autorów do przegrupowania atomów mogło być potrzebne więcej energii. Jednocześnie przypuszczają oni, że kilka kolejnych uderzeń może wywołać takie przejście fazowe.

Przy ciśnieniu wynoszącym około 660–1060 gigapaskali i temperaturze około 6727 stopni Celsjusza diament może istnieć jako stałe fragmenty w ciekłym węglu. Ciekły węgiel w takich warunkach ma właściwości metaliczne, przewodzi elektryczność i jest gęstszy od diamentu.

Dane te są ważne dla badań nad syntezą jądrową, w których lasery sprężają diamentowe kapsułki z deuterem i trytem. Mogą również ulepszyć modele wewnętrznej budowy Urana i Neptuna, gdzie, jak przypuszczają naukowcy, mogą występować warstwy ciekłego węgla i stałe diamenty.

Czytaj nas na Telegram i Sends