Физики создали в алмазе ударные волны при давлении до 1,8 терапаскаля и выяснили: твердый алмаз плавает в жидком углероде. Кроме того, точка плавления оказалась на тысячу градусов ниже прежних оценок.
Международная группа физиков под руководством Мариуса Миллота из Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора создала ударные волны в микроскопических образцах алмаза, расплавила их и зафиксировала поведение вещества в момент перехода. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Physics.
Эксперименты прошли на лазерном комплексе OMEGA при Университете Рочестера. Мощные лазерные импульсы создавали в образцах ударные волны, разгоняя давление от 600 гигапаскалей до 1,8 терапаскаля. Температура при этом превышала поверхностную температуру Солнца. В ходе каждого опыта исследователи одновременно измеряли скорость удара, температуру и отражательную способность образца, а рентгеновские снимки фиксировали изменения кристаллической структуры в режиме реального времени.
Первая неожиданность — температура плавления оказалась ниже, чем считалось. Алмаз перешел в жидкое состояние при 7300 кельвинах и давлении около 1 терапаскаля: это примерно на тысячу градусов меньше, чем показывали предыдущие измерения. Второй сюрприз — поведение кристаллической решетки. До самого момента плавления алмаз сохранял привычную кубическую структуру, хотя теоретики предсказывали появление особой фазы BC8 — объемно-центрированной кубической формы углерода. Эта фаза так и не возникла.
Самая неожиданная находка — плотность при плавлении. Твердый алмаз оказался менее плотным, чем жидкий углерод: он плавает в расплаве, как лед в воде. Большинство веществ ведет себя иначе — твердая форма тяжелее жидкой. Для углерода при экстремальных давлениях все наоборот: твердый кристалл и жидкость сосуществуют, причем твердая фаза остается наверху.
Источник: hi-tech.mail.ru