研究:金剛石在實驗室最高壓力條件下的存在的時間遠長於預期

據外媒報道,碳有許多不同的結構,最著名的應該就是石墨和金剛石(鑽石)了。據預測,其他形式的碳結構存在於極高的壓力之下,但現在研究人員在實驗室對最高壓力下的碳進行了檢測且發現金剛石存在的時間比預期的要長得多。

研究:金剛石在實驗室最高壓力條件下的存在的時間遠長於預期

碳是宇宙中最豐富的元素之一,是所有已知生命和地球本身大部分物質構成的基礎。在不同的環境下它會以不同的形式存在–地球內部的高壓和高溫使其變成了金剛石。其他更奇特的結構預計會在更高的壓力–超過1000 GPa條件下存在。

於是在一項新的研究中,一組科學家對碳施加了遠遠高於這一壓力的壓力以找出其他形式可能是什麼。研究人員將固體碳壓到2000 GPa的條件下–是地核壓力的5倍,是之前在實驗室研究碳時所承受壓力的2倍。

該項研究的論文合著者Gilbert Collins說道:「這是已經測量到的任何原子結構的最高壓力,是在狀態方程、材料強度、熔化和碳的化學鍵的關鍵約束。」

研究團隊使用坡道形狀的激光脈沖來壓縮碳並使用X射線衍射平台以拍攝其晶體結構的納秒級圖像。

令人驚訝的是,研究人員發現碳保持其金剛石結構的時間比預期的要長得多。似乎鑽石的分子鍵比人們之前認為的還要穩定得多。「碳的金剛石相似乎是迄今為止探索過的最堅硬的結構,」該研究的論文合著者Ryan Rygg說道,「這可能意味着行星內部深處的碳含量,在那里金剛石有望沉澱。現在,我們預計碳的金剛石結構將在比我們之前認為的更大范圍的行星環境中持續存在。」

這可能意味着,某些理論上的碳形式可能不存在或至少只在更大的壓力或不同的環境下才會形成。這也可能表明,「鑽石行星」在宇宙中比我們想象的要更常見。

來源:cnBeta