Для получения необычных форм углерода учёные подвергли алмаз рекордному давлению, но тот устоял и при самом высоком из достигнутых значений.
Углерод – один из самых многообразных элементов. В зависимости от условий может быть графеном, графитом, а при высоком давлении и температуре образовывает сверхтвердый алмаз. Предполагается, что алмазные структуры встречаются не только в глубинах Земли, но и… на других планетахПри повышении давления возможен переход в необычные типы углерода.
Для изучения этих необычных структур американские учёные воспроизвели необходимые условия в лабораторных условиях. Эми Лазицки и ее соратники из Ливерморской национальной лаборатории и Вашингтонского университета подвергли образцы алмаза давлению до 2 ТПа (20 миллионов атмосфер) — вдвое больше, чем предыдущий рекорд, установлен в этой лаборатории, и в пять раз выше, чем давление в ядре Земли.
Максимальное давление, при котором смогли измерить свойства кристалличной структуры, — говоритУченый, определив ключевые параметры прочности, плавления и химических связей для углерода, сжимал микроскопические образцы мощными лазерными импульсами. наносекундным разрешением по времени. Результаты работы представлены в статье, опубликованной в журнале Nature.
Ученые с удивлением обнаружили, что алмаз не перешел в другие структуры, даже при рекордном давлении, ожидаемом как предел его устойчивости. Кристаллическая решетка осталась стабильной. «Эта фаза углерода оказалась самой стойкой структурой из всех известных», — говорит Райан Ригг, автор работы.
По словам Ригга, полученные данные меняют представления о поведении углерода в глубинах планет, где происходит осаждение алмазов: «Теперь думаем, что алмазные структуры сохраняются в куда большем диапазоне, чем считалось». Если новые экзотические формы углерода действительно образуются, им нужны весьма жесткие условия, встречающиеся не везде. С другой стороны, это повышает шансы на существование гипотетических планет. состоящих из алмаза почти целиком.