по популярности / по алфавиту

эксперт
Сергей Муравьев:

Сергей Муравьев: Во что верят физики?

«Путешествие в прошлое науки необходимо, чтобы понять, из чего на самом деле состоит известная нам физика»

подробнее
Недавние комментарии

Проект ИТЭР

Лазерная физика будущего

Безопасность АЭС: Чем заменить цирконий?

"МАГИЧЕСКИЕ ПУЛИ" ДЛЯ ТЕРАПИИ РАКА

Что такое солитон? / Как разгадать цунами

Студенческое путешествие в Арктику / Экспедиция Картеш

На планетах-гигантах идет дождь из крупных алмазов

На планетах-гигантах идет дождь из крупных алмазов

Автор:

Фото: slac.stanford.edu

Дата : 23.08.2017 13:39

В реальных условиях Урана и Нептуна масса алмазов может достигать миллионов карат

Впервые ученые в режиме реального времени смогли наблюдать «алмазный дождь», который формируется внутри ледяных гигантов под воздействием высокого давления и температуры. Имитация условий внутри ледяных планет Солнечной системы состоялась в Калифорнии, в Национальной ускорительной лаборатории SLAC (National Accelerator Laboratory). В эксперименте приняли участие специалисты из университетов США, Великобритании, Германии, Японии.

Известно, что твердое ядро Урана, как и Нептуна, окутано десятками слоев льда. Физики считают, что глубоко в недрах гигантов углеводороды расщепляются на водород и углерод, при этом атомы последнего формируют кристаллы «алмазного дождя». Предполагается, что на протяжении тысячелетий алмазы медленно погружаются в ледовую оболочку планет и, в свою очередь, собираются в толстый слой вокруг ядра.

Процесс превращения углеводородов в углеродные кристаллы исследователи воссоздали, смоделировав окружающую среду гигантов с помощью полистирола. Он состоит из водорода и углерода — ключевых компонентов общего химического состава Урана и Нептуна. Эксперимент проводился с использованием прибора «Материя в экстремальных условиях» (MEC), рентгеновского лазера на свободных электронах SLAC и линейного ускорителя — источника когерентного излучения LCLS.

Физики одновременно облучали микроскопический слой полистирола, находящийся между алюминиевыми пластинами, двумя лазерными пучками. Импульс с изменяющейся интенсивностью пучка длился 10 наносекунд. В результате возникали ударные волны. Первая волна была меньше и медленнее, чем вторая. На моменте их «перекрытия» давление достигало максимума, и рождались алмазы. Этот процесс исследователи зафиксировали с помощью дифракционного рентгеновского детектора. Почти каждый атом углерода превратился в кристалл размером несколько нанометров. Хотя в реальных условиях, на Уране и Нептуне, масса алмазов может достигать миллионов карат.

«Раньше мы могли только предполагать, что алмазы формируются», — делится впечатлениями Доминик Краус, ведущий автор исследования из Центра имени Гельмгольца Дрезден-Россендорф (HZDR) — «Когда я увидел результаты этого эксперимента, это был один из лучших моментов в моей научной карьере».

Удачный лабораторный опыт отрывает не только новые возможности для изучения Солнечной системы, но и перспективы производства наноалмазов в коммерческих целях – с дальнейшим их использованием в медицине, при выпуске оборудования и электроники.

 

Понравилась заметка? Поделитесь —

Комментарии (0)

Добавить комментарий

Войти с помощью: