Λιώνουν τα διαμάντια; Η απάντηση εξέπληξε τους επιστήμονες

Φυσικοί χρησιμοποίησαν ισχυρά λέιζερ για να λιώσουν διαμάντια υπό ακραία πίεση, λύνοντας ένα μακροχρόνιο επιστημονικό παζλ στη διαδικασία - και καταλήγοντας σε ένα πραγματικά παράξενο αποτέλεσμα για ένα υλικό που φημίζεται για τη σταθερότητά του, σύμφωνα με δημοσιεύματα των μέσων ενημέρωσης.

Στις εγκαταστάσεις λέιζερ Omega στο Rochester της Νέας Υόρκης, ερευνητές με επικεφαλής τον Marius Millot του Εθνικού Εργαστηρίου Lawrence Livermore χρησιμοποίησαν κρουστικά κύματα λέιζερ σε μικροσκοπικά δείγματα συνθετικών διαμαντιών, δημιουργώντας πιέσεις μεταξύ 600 gigapascal και 1,8 tetrapascal - σχεδόν 10 εκατομμύρια φορές την ατμοσφαιρική πίεση στο επίπεδο της θάλασσας - και θερμοκρασίες υψηλότερες από την επιφάνεια του ήλιου, όπως ανέφερε το ZME Science. Χρησιμοποιώντας περίθλαση ακτίνων-Χ, η ομάδα παρακολούθησε την ατομική δομή του διαμαντιού σε πραγματικό χρόνο καθώς έλιωνε.

Σύμφωνα με το ScienceAlert, το διαμάντι παρέμεινε στην οικεία κυβική κρυσταλλική δομή του μέχρι να λιώσει, χωρίς κανένα σημάδι μιας ενδιάμεσης κρυσταλλικής φάσης που ονομάζεται BC8, την οποία η θεωρία είχε προβλέψει ότι θα εμφανιζόταν πρώτη. Ο Millot είπε ότι το δείγμα απλά δεν είχε χρόνο να αναδιοργανωθεί σε αυτή τη δομή κατά τη διάρκεια του σοκ κλίμακας νανοδευτερολέπτου.

Το πείραμα έλυσε επίσης μια περίπου 20ετή διαφωνία μεταξύ των εργαστηριακών μετρήσεων και των θεωρητικών μοντέλων της θερμοκρασίας τήξης του διαμαντιού. Οι νέες μετρήσεις το έλιωσαν σε περίπου 7.300 Kelvin σε πίεση περίπου ενός terapascal - πάνω από 1.000 βαθμούς Κελσίου χαμηλότερη από τις προηγούμενες πειραματικές εκτιμήσεις και πολύ πιο κοντά σε αυτό που είχαν προβλέψει οι προσομοιώσεις.

Ίσως το πιο παράξενο από όλα, σύμφωνα με το ScienceAlert, είναι ότι σε αυτές τις πιέσεις, το στερεό διαμάντι είναι λιγότερο πυκνό από τον υγρό άνθρακα στον οποίο λιώνει, πράγμα που σημαίνει ότι ένας κρύσταλλος διαμαντιού θα μπορούσε θεωρητικά να επιπλέει σε μια λίμνη με τη δική του λιωμένη μορφή - όπως ακριβώς επιπλέει ο πάγος στο νερό.
Επίσης, πέρα από την καινοτομία, τα ευρήματα έχουν και πρακτικές χρήσεις. Οι διαμαντένιες κάψουλες χρησιμοποιούνται για τη συγκράτηση καυσίμου σε πειράματα σύντηξης αδρανειακής συγκράτησης, και το ZME Science ανέφερε ότι τα πιο ακριβή δεδομένα τήξης θα μπορούσαν να αυξήσουν το πιθανό κέρδος ενέργειας σύντηξης έως και τρεις φορές. Τα αποτελέσματα θα μπορούσαν επίσης να βοηθήσουν τους επιστήμονες να μοντελοποιήσουν το εσωτερικό γιγάντιων πλανητών πάγου όπως ο Ουρανός και ο Ποσειδώνας, όπου μπορεί να υπάρχει άνθρακας υπό παρόμοιες συνθήκες, σύμφωνα με το ScienceAlert.

Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Nature Physics.

Πηγή: Instore Mag