科学家在比太阳还热的温度下熔化钻石。它的行为非常奇怪

在挤压压力下,金刚石始终保持金刚石状态,直到突然变成金属碳液体。

来源:ZME科学

钻石素以坚不可摧而闻名。它是自然界中最坚硬的材料。但撞击到一个微小的碎片时,其压力比大气大数百万倍,温度比太阳表面还要高,甚至钻石也会融化。

令人惊讶的是它没有首先做的事情。

在纽约罗切斯特欧米茄激光设施的实验中,物理学家用强大的激光轰击合成钻石,并观察当压力攀升至一万亿帕斯卡或一兆帕斯卡时它们的原子结构。钻石仍然是可识别的钻石——同样是熟悉的碳原子立方排列——直到它的晶格完全消失在液体中。研究人员没有发现任何实质性的中间晶相,理论上认为在这样的压力下应该变得更加稳定。就好像冰块几乎立即变成了雪泥,而各相之间没有任何过渡。

这项测量结果发表在《自然物理学》上,也解决了大约 20 年来关于钻石熔化温度的分歧。研究人员将熔化温度确定为约 7,300 开尔文(大约 7,000 摄氏度,即 12,700 华氏度),压力约为 1 兆帕斯卡,几乎是海平面大气压的 1000 万倍。这比一项有影响力的早期实验估计值低了 1000 多摄氏度,并且更接近现代计算机模拟的预测。

劳伦斯利弗莫尔国家实验室 (LLNL) 的物理学家、该研究的主要作者 Marius Millot 表示:“我们能够采集微小的钻石样本,并将其冲击压缩到比太阳表面更高的温度以及比海王星和天王星中心更高的压力,并且仍然可以测量原子结构、温度、密度和光学反射率。”

20年分歧,十亿分之一秒得到解答

多年来,理论家们不断完善他们的计算,但不匹配的情况仍然存在。

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