Diamenty wytrzymują “ściskanie”. Co zaskakujące, struktura materiału utrzymuje się nawet po ściśnięciu do 2 bilionów paskali, czyli ponad pięć razy więcej niż ciśnienie w jądrze Ziemi – donoszą naukowcy 27 stycznia w Nature.
Badanie sugeruje, że diament jest metastabilny przy wysokich ciśnieniach: zachowuje swoją strukturę pomimo faktu, że oczekuje się, że inne, bardziej stabilne struktury będą dominować w takich warunkach. Badanie dziwactw diamentu pod ekstremalnym ciśnieniem może pomóc w odkryciu wewnętrznego funkcjonowania egzoplanet bogatych w węgiel.
Diament jest jedną z kilku odmian węgla, z których każdy składa się z innego układu atomów. Przy codziennych ciśnieniach na powierzchni Ziemi najbardziej stabilnym stanem węgla jest grafit. Ale po silnym ściśnięciu diament wygrywa. Dlatego diamenty powstają po “zanurzeniu się węgla w Ziemi”.
Jednak przy ciśnieniu wyższym niż ciśnienie występujące wewnątrz Ziemi naukowcy przewidzieli, że nowe struktury kryształów będą bardziej stabilne. Tak więc fizyk Amy Lazicki i jej koledzy “ściskali” diamenty za pomocą potężnych laserów w Lawrence Livermore National Laboratory w National Ignition Facility w Kalifornii. Pomiary rentgenowskie struktury materiału ujawniły, że diament przetrwał, co sugeruje, że jest metastabilny pod wpływem ekstremalnych ciśnień
Diament był już znany z metastabilności przy niskim ciśnieniu: pierścionek z brylantem twojej babci nie przekształcił się w grafit. Po utworzeniu struktura diamentu może przetrwać nawet przy spadku ciśnienia, dzięki silnym wiązaniom chemicznym, które utrzymują razem atomy węgla w diamencie. Teraz, mówi Lazicki z Lawrence Livermore, „wygląda na to, że tak samo jest w przypadku znacznie wyższego ciśnienia”.
Źródła: Emily Conover
A. Lazicki et al. Metastability of diamond ramp-compressed to 2 TPa. Nature. Published online January 27, 2021. doi: 10.1038/s41586-020-03140-4.
Zdjęcia: MACIEJ TOPOROWICZ, NYC/GETTY IMAGES
