Вдалося досягти тиску в 640 гігапаскалів

Наука, що вивчає поведінку матеріалів в екстремальних умовах, зробила великий стрибок вперед. Зовсім недавно був відкритий спосіб створення надвисокого тиску без використання ударних хвиль, які перетворюють тверді тіла в рідину. Це відкриття дозволить вченим вперше досягти небувалого рівня високого статичного тиску середовища – більше чотирьох мільйонів атмосфер. При ньому можуть сформуватися нові сполуки з зміненими хімічними і фізичними властивостями, наприклад, метали, які стали ізоляторами.

Міжнародна група вчених використовувала для отримання високого тиску ковадло в поєднанні з високою енергією рентгенівських променів. Їм вдалося досягти тиску в 640 гігапаскалів. Це на 50% більше тисків, продемонстрованих коли-небудь раніше, і на 150% більше, ніж було доступно під час типових експериментів при високих тисках.

Досягнення такого надвисокого тиску буде мати величезні наслідки для науки про Землю, космології, хімії, фізики та матеріалознавства. Статичний тиск в 640 гігапаскалів – це в шість мільйонів разів більше тиску повітря на поверхні Землі і більш ніж в півтора рази вище тиску в центрі Землі. Дослідження таких величин може привести до нових відкриттів про те, як формувалася Земля.

Новий спосіб досягнення надвисоких тисків був розроблений спільно вченими з Університету Байройта в Німеччині, американського Університету в Чикаго і Університету Антверпена в Бельгії. Подробиці з’явилися в журналі Nature.

“Ми не зупиняємося на цьому, тому що розраховуємо збільшити доступний діапазон тиску до терапаскальных величин, або 10 мегабар, – сказав Віталій Прокопенко, автор статті і вчений з Центру перспективних джерел випромінювання в університеті Чикаго. – Це необхідно, щоб досліджувати матеріали у специфічних умовах, наприклад таких, як на поверхні газових гігантів, Урану і Нептуна, де тиск відповідає величині близько семи мегабар”.

“Ця нова технологія допоможе революціонізувати наукові дослідження високого тиску”, – сказав Леонід Дубровинський, вчений з Університету Байройта, один з авторів статті.

З кінця 1950-х років вчені використовували алмазні ковадла для створення екстремальних тисків при перевірці міцності матеріалів. Це потрібно було для формування нових властивостей матеріалів, таких як надпровідність, і для спроби відтворити високий тиск на різних планетах. Вчені намагалися досягти тиску внутрішнього ядра Землі, яке становить від 320 до 360 ГПа.

Вчені змогли потроїти тиск шляхом додавання вторинної микронаковальни (10-20 мкм в діаметрі) між двома ковадлами, зробленими з монокристалічних алмазів ювелірної якості близько однієї чверті карата кожен. А вторинна ковадло була зроблена з надтвердої нанокристалічного алмазу.

“Кулі нанокристалічного алмаза мають дуже високий межа плинності, менш стискувані і менш крихкі, ніж монокристалічні алмази. І саме вони дають нам можливість різко розширити діапазон можливих тиску”, – пояснила Наталія Дубровинская, співавтор статті.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *