Joseph Norman
0 
2651
32
W ekstremalnych warunkach złoto przestawia swoje atomy i tworzy nieznaną wcześniej strukturę. A kiedy ciśnienie zostało zepchnięte do odpowiednika tych w centrum Ziemi, złoto stało się jeszcze dziwniejsze.
Odkrycie pochodzi z nowego badania, w którym naukowcy z Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) i Carnegie Institution for Science ćwiczyli alchemię XXI wieku w Argonne National Laboratory w Illinois. Za pomocą wysokoenergetycznego lasera podgrzali złoto do ekstremalnych temperatur i skompresowali je do ciśnień tak wysokich, jak te występujące w centrum Ziemi.
Mówiąc dokładniej, umieścili kawałek plastiku przed kawałkiem złota, a następnie wystrzelili wysokoenergetyczny laser przez ten plastik, co „w zasadzie powoduje eksplozję, która wysyła plastik w jedną stronę, a fale uderzeniowe w przeciwnym kierunku” - powiedział. główny autor Richard Briggs, doktor habilitowany w LLNL. [8 największych tajemnic o Ziemi]
Te fale uderzeniowe uderzyły w złoto, powodując jego kompresję i nagrzewanie się niezwykle szybko, w ciągu nanosekund. Następnie uderzyli w złoto promieniami rentgenowskimi i wykryli miejsce odbijania się promieni rentgenowskich, aby określić jego strukturę. To „pierwszy raz, kiedy byliśmy w stanie osiągnąć tak wysokie ciśnienie i wysoką temperaturę i jednocześnie spojrzeć na nie za pomocą promieni rentgenowskich” - powiedział Briggs. To, co zobaczyli, było „z pewnością niespodzianką”.
Złoto zwykle tworzy strukturę krystaliczną, którą naukowcy zajmujący się materiałami nazywają sześcienną centrowaną twarzą (fcc). Wyobraź sobie sześcian jak kostkę. Atomy będą siedzieć na każdym rogu i każdej ścianie, powiedział Briggs. Dodał jednak, że większość eksperymentów przeprowadzonych na złocie polegała na jego powolnej kompresji w temperaturze pokojowej.
Ponieważ tak lojalnie tworzy tę sześcienną strukturę skupioną na twarzy, złoto zostało użyte jako rodzaj „standardu” w eksperymentach wysokociśnieniowych do obliczania ciśnienia, powiedział Briggs. Ale kiedy Briggs i jego zespół szybko skompresowali złoto w wysokich temperaturach, utworzyło to, co nazywa się strukturą sześcienną skupioną na ciele (BCC). Ta bardziej otwarta struktura upakowuje atomy w przestrzeń w mniej efektywny sposób, co oznacza, że złoto nie woli być w tej formie, powiedział. Gdybyś znowu wyobraził sobie tę kostkę, wyglądałoby to tak, jakby atomy znajdowały się na każdym rogu, z tylko jednym atomem pośrodku.
Odkrycie, że złoto może tworzyć tę nową strukturę, może zmienić sposób, w jaki naukowcy używają tego pierwiastka jako standardu w eksperymentach wysokociśnieniowych, powiedział Briggs..
Zespół odkrył, że struktura złota zaczęła się zmieniać z fcc na bcc przy około 220 gigapaskalach (GPa), czyli 2,2 miliona razy większym od ciśnienia atmosferycznego naszej planety, stwierdzili naukowcy w oświadczeniu. Co więcej, kiedy naukowcy skompresowali złoto powyżej 250 GPa do ciśnień odpowiadających ciśnieniu występującemu w centrum Ziemi (około 330 GPa), stopiło się.
Odkrycia zostały opublikowane 24 lipca w czasopiśmie Physical Review Letters.
- Zdjęcia: Skarby złota, bursztynu i brązu znalezione w grobie z epoki żelaza
- Na zdjęciach: Odkryto statek ze skarbami trzymający złoto i szmaragdy
- Wrak statku Gold Rush: zdjęcia podwodnego poszukiwania skarbów
Pierwotnie opublikowano w dniu .