Алмаз выдержал рекордное давление, не изменив структуру

Related Articles

Новый рекорд давления, достигнутого в лабораторных условиях, оказался вдвое больше предыдущего.

Углерод имеет множество различных структур, наиболее известные из которых — графит и алмаз. Считалось, что другие формы существуют при чрезвычайно высоких давлениях, но теперь исследователи изучили углерод под самым высоким давлением, когда-либо изученным в лаборатории, и обнаружили, что структура алмаза намного более устойчива, чем ожидалось.

Углерод, один из самых распространенных элементов во Вселенной, является основой всей известной жизни и большей части самой Земли. Он принимает разные формы в разных обстоятельствах — например, высокое давление и температура глубоко внутри планеты превращают его в алмаз. Ожидалось, что другие, более экзотические структуры будут существовать при еще более высоких давлениях, выше 1000 гигапаскалей (ГПа).

В новом исследовании команда ученых сделала давление на углерод намного выше этого показателя, чтобы выяснить, какими могут быть другие формы этого вещества. Исследователи сжали твердый углерод до 2000 ГПа, что в пять раз превышает давление в ядре Земли и в два раза выше, чем предыдущий рекорд давления, при котором углерод исследовался в лаборатории.

«Это самое высокое давление, при котором когда-либо исследовались [любые] атомные структуры, что накладывает ключевые ограничения на уравнение состояния, прочность материала, плавление и химическую связь углерода», — Гилберт Коллинз, соавтор исследования.

Команда использовала наклонные лазерные импульсы для сжатия углерода и сделала наносекундные изображения его кристаллической структуры с помощью платформы для дифракции рентгеновских лучей.

Удивительно, но исследователи обнаружили, что углерод сохраняет свою алмазную структуру намного дольше, чем ожидалось. Кажется, что вместо того, чтобы преобразовываться в другие формы, молекулярные связи алмаза остаются неизменными — значит, они куда стабильнее, чем считалось ранее.

«Алмазная фаза углерода, по-видимому, является самой устойчивой структурой из когда-либо исследованных», — говорит Райан Ригг, соавтор исследования. «Это может иметь последствия для углерода в глубоких недрах планет, где ожидается осаждение алмаза. Теперь мы ожидаем, что алмазная структура углерода сохранится в гораздо более широком диапазоне планетных условий, чем мы думали ранее».

Это может означать, что некоторые из теоретических форм углерода могут не существовать или, по крайней мере, развиваться только при еще большем давлении — или даже при других обстоятельствах. Это также может указывать на то, что «алмазные планеты» встречаются в космосе чаще, чем мы думали.

Узнайте, почему в недрах Урана и Нептуна идут алмазные дожди.

Источник: nat-geo.ru

More on this topic

Comments

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь

Advertisment

Popular stories

Неприхотливые растения для яркого цветника

Несомненно, чтобы сад был здоровым и красивым, необходимы знания и опыт. Однако существуют растения, которые отличаются неприхотливостью и нетребовательностью. С их выращиванием легко может...