Алмаз продолжает удивлять ученых своей невероятной устойчивостью. Новые исследования показали, что его кристаллическая структура сохраняет целостность даже при экстремальном сжатии до 2 триллионов паскалей. Это давление более чем в пять раз превышает показатели в центре нашей планеты, о чем сообщили специалисты 27 января в журнале Nature.
Метастабильность алмаза в экстремальных условиях
Полученные данные свидетельствуют о том, что алмаз проявляет свойства метастабильного материала при сверхвысоких давлениях. Несмотря на теоретические предсказания о доминировании других, более стабильных форм углерода в таких условиях, алмазная решетка остается неизменной. Изучение этого феномена имеет большое значение для понимания процессов, происходящих внутри богатых углеродом экзопланет ( SN: 16.07.14 ), и может пролить свет на состав и эволюцию далеких небесных тел.
Углерод: от графита к алмазу
Углерод известен своей аллотропией — способностью существовать в различных структурных формах. При стандартных условиях на поверхности Земли наиболее стабильной формой является графит, состоящий из слоев атомов. Однако при высоком давлении, например, в недрах планеты, формируется алмаз с его прочной трехмерной кристаллической решеткой. Именно поэтому природные алмазы образуются глубоко под землей.
Эксперимент, подтвердивший гипотезу
Ранее ученые предполагали, что при давлениях, значительно превышающих земные, должны формироваться новые, более стабильные кристаллические структуры углерода. Чтобы проверить эту теорию, группа физиков под руководством Эми Лазики провела уникальный эксперимент в Национальном центре зажигания Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в Калифорнии. С помощью мощных лазеров алмаз был подвергнут колоссальному давлению, а рентгеновский анализ подтвердил сохранение его исходной структуры, что и доказало его метастабильность в экстремальном диапазоне.
Прочность связей как ключ к устойчивости
Способность алмаза сохранять форму при снижении давления до нормального (например, в ювелирном изделии) уже была известна науке. Это объясняется необычайной прочностью ковалентных связей между атомами углерода в его кристаллической решетке, которые не позволяют ей разрушиться или трансформироваться в графит. Как отмечает Эми Лазики из Ливерморской лаборатории, новое открытие расширяет это понимание: «Похоже, тот же принцип работает и при гораздо более высоком давлении».
Больше интересных статей здесь: Финансы.
Источник статьи: Алмаз выдерживает давление, в пять раз превышающее давление в ядре Земли..