В экстремальных условиях золото перестраивает свои атомы и образует ранее неизвестную структуру. И когда давление было подтолкнуто до уровня, эквивалентного давлению в центре Земли, золото стало еще более странным.
- Вывод основан на результатах нового исследования, в котором исследователи из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоренса Ливермора (LLNL) и Института науки Карнеги практиковали алхимию 21-го века в Аргонской национальной лаборатории в Иллинойсе. С помощью высокоэнергетического лазера они нагревали золото до экстремальных температур и сжимали его до давления, равного давлению в центре Земли.
Если говорить более конкретно, они положили кусочек пластика перед куском золота, а затем прострелилили через пластик высокоэнергетический лазер, который "в основном вызывает взрыв, посылающий пластик в одну сторону и ударные волны в противоположном направлении", сказал ведущий автор Ричард Бриггс, доктор наук в LLNL.
Эти ударные волны попали в золото и вызвали его сжатие и нагрев очень быстро, в течение наносекунд. Затем они попадают в золото рентгеновскими лучами и определяют, где рентгеновские лучи отскакивают, чтобы выяснить его структуру. Это "первый случай, когда нам удалось достичь такого высокого давления и высоких температур и одновременно посмотреть на них с помощью рентгеновских лучей", - сказал Бриггс, что они видели, было "определенно сюрпризом".
Золото обычно образует кристаллическую структуру, которую ученые называют фейс-центрированной кубической (fcc). Представьте себе куб, как кубик, как смерть. Атомы сидели на каждом углу , сказал Бриггс. Но большинство экспериментов, проведенных на золоте, включали медленное сжатие при комнатной температуре, добавил он.
Поскольку золото так лояльно формирует эту фронтоцентричную кубическую структуру, его используют в экспериментах под высоким давлением для вычисления давления, сказал Бриггс. Но когда Бриггс и его команда быстро сжимали золото при высоких температурах, образовалась так называемая кубическая структура, ориентированная на тело (bcc). Это более открытая структура упаковывает атомы в пространство менее эффективным способом, а это значит, что золото не предпочитает быть в таком виде, сказал он. Если бы вы могли представить себе смерть снова, это было бы так, как если бы атомы сидели на каждом углу, с одним атомом посередине.
По словам Бриггса, открытие, что золото может сформировать эту новую структуру, может изменить то, как ученые используют этот элемент в качестве стандарта в экспериментах под высоким давлением.
Команда обнаружила, что структура золота начала меняться от фука к кубику на 220 гигапаскалей (GPa), что в 2,2 миллиона раз превышает атмосферное давление нашей планеты, говорится в заявлении исследователей. Более того, когда исследователи сжимали золото выше 250 ГПа до давления, эквивалентного давлению в центре Земли (около 330 ГПа), оно расплавилось.