Weltweit größte Laser Blasten Diamant Planeten Kerne simulieren

Die größte Laser der Welt wurde zur crush ein Diamant, bieten einen Einblick in das härteste bekannte Material wie verhält, wenn es zu extrem hohen Belastungen ausgesetzt ist. Das Experiment könnte auch neue Hinweise auf was bei der Kerne des Riesenplaneten passiert, wo intensive atü betragen Bedingungen aufdecken.

Forscher am Lawrence Livermore National Laboratory in Livermore, Kalifornien, unter der Leitung von Physiker Raymond Smith, gestrahlt einen Splitter der Diamant mit einem Laserstrahl mit einem Druck von 725 Millionen Pfund pro Quadratzoll (51 Millionen Kilogramm pro Quadratzentimeter). Dies ist die Art des Drucks in der Nähe von den Kern des Gasriesen wie Jupiter oder große, felsige Gewässer bekannt als "Super-Erden."

Das gesamte Experiment dauerte nur 25 Milliardstel einer Sekunde. Die Forscher feuerte 176 Laserstrahlen auf einen kleinen Zylinder aus Gold, genannt einen Hohlraum mit einem winzigen Chip von synthetischem Diamant eingebettet. Wenn die Laserstrahlen der Zylinder schlagen, wurde die Energie in Röntgenstrahlen umgewandelt. Der Hohlraum verdampft wurde, und in den Prozess die Diamant zig Millionen Mal Druck ausgesetzt war Erde Atmosphärendruck. [Shine On: Fotos von schillernden Mineralstufen]

Theoretische Berechnungen voraus, dass solche hohen Belastungen dazu führen, ein Diamant dass sollte, der Kristallstruktur zu ändern. Eine Möglichkeit zu testen, ob das wahr ist ist zur Messung der Geschwindigkeit von Schallwellen in einem Material. Wenn diese Geschwindigkeitsänderungen abrupt als der Druck steigt, hat sich die Diamantstruktur neu geordnet.

Aber das ist nicht geschehen – die Geschwindigkeit von Schallwellen verändert reibungslos.

"Es gab eine Phasenumwandlung eine Diskontinuität würden Sie erwarten,", sagte Smith.

Das Tempo der Veränderungen in der Diamant-Dichte mithalten nicht auch mit früheren theoretischen Modellen. Materialien werden in der Regel Dichter unter hohem Druck und Diamant ist keine Ausnahme. Aber wie schnell seine Dichte verändert war eine Überraschung, sagte der Forscher.

Das Experiment war ein Durchbruch in diesem statt Schmatzen der Diamant mit hohem Druck in einem schrittweisen Mode, wie schlagen mit sukzessive schwerere Hämmer, die Forscher in der Lage konnten, den Ladedruck reibungslos. So konnten sie den Diamanten zu zerquetschen und setzen Sie es zu starkem Druck ohne die Substanz immer zu heiß und schmelzen. (Diamanten können und bei ausreichend hohen Temperaturen schmelzen).

Da Diamanten aus Carbon gefertigt sind, verstehen, wie dieses Material verhält sich unter hohem Druck in das Studium der Planeten um andere Sterne wichtig sein kann, sagte Nikku (Madhu) Madhusudan, Professor für Astrophysik an der Universität Cambridge.

"Der Druck-Regime sie berichten ist vergleichbar mit Druck in das tiefe innere der großen Planeten, Supererden und größer," Madhusudan erzählte Leben Wissenschaft in einer e-Mail. "Die Ergebnisse sind relevant für das Verständnis der inneren Struktur des potenziellen kohlenstoffreichen Supererden, wie 55 Cancri e, der Diamant in ihrem Inneren mit hohem Druck hätte."

Er sagte: bisher Wissenschaftler nur theoretische Modellen zu beschreiben, was mit Kohlenstoff bei solchem Druck. Smiths-Team hat jetzt echte experimentelle Daten zur Verfügung gestellt.

Natalia Dubrovinskaia, Professor für Materialphysik der Universität Bayreuth in Deutschland, der auf andere Experimente mit einigen der Smiths Team gearbeitet hat, sagte, dass die Lasertechnik selbst neue Möglichkeiten bietet.

"Zu einem großen Teil ist dieses Papier über die neuen experimentellen Techniken und nicht über Diamond," erzählte sie Leben Wissenschaft in einer e-Mail. "Wichtig ist eine neue Funktion, experimentell wirklich extremen Druck-Temperatur-Bedingungen zu erreichen."

In der Tat ist der Laser im Experiment so mächtig, dass es einen Cameo-Auftritt in dem Film "Star Trek: Into Darkness", für das Raumschiff Enterprise Warp Engine Kern gemacht.

"Auch wenn die Interpretation korrigiert oder... in Zukunft überdacht werden muss muss man beginnen, die neue Funktion zu erforschen. Also die vorgestellte Arbeit ein Schritt auf diesem Weg", sagte Dubrovinskaia.

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