奇异的材料无法容纳:科学家首次在实验室中创建液态碳

研究人员在欧洲XFEL完成了一项开创性的实验。由Rostock大学和Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf(HZDR)领导的国际科学家团队着手在极大的压力下调查问题。在2023年,他们首次在欧洲XFEL上使用了高功率偶极子100-X激光器,取得了惊人的效果。 [...]

来源:SciTech日报
研究人员首次能够通过实验测量液态碳。他们将高功率激光器与欧洲 XFEL 的超短 X 射线激光闪光相结合。图片来源:HZDR / M. Künsting

研究人员在欧洲 XFEL 完成了一项开创性的实验。

由罗斯托克大学和亥姆霍兹德累斯顿-罗森多夫中心 (HZDR) 领导的国际科学家团队开始研究极端压力下的物质。 2023年,他们在欧洲XFEL首次使用高功率DIPOLE 100-X激光器,取得了显著成果。据《自然》杂志报道,他们的开创性实验成功地捕捉到了液态碳的行为,这是一项前所未有的壮举。

亥姆霍兹德累斯顿-罗森多夫中心 自然

液态碳自然存在于行星内部,可能在核聚变等未来能源技术中发挥至关重要的作用。然而到目前为止,研究人员对这种难以捉摸的状态知之甚少。挑战在于碳在正常条件下不会熔化。相反,它完全绕过液相并直接变成气体。

要转化为液体,碳需要极高的压力和约 4,500 摄氏度的温度,这是所有已知材料的最高熔点。长期以来,在实验室环境中容纳此类条件是不可能的,因为没有任何物理容器能够经受住这些条件。

摄氏度

这种组合中的独特测量技术

整个实验只持续几秒钟,但重复了很多次:每次都使用稍微延迟的 X 射线脉冲或在稍微不同的压力和温度条件下。许多快照组合起来制作一部电影。因此,研究人员能够一次一步地追踪从固相到液相的转变。

类似水的结构和准确的熔点测定

DOI: 10.1038/s41586-025-09035-6 不错过任何突破:加入 SciTechDaily 时事通讯。 加入 SciTechDaily 时事通讯。