Очевидно, что алмазный меч надо ковать на алмазной наковальне. Желательно руками гномов. Но только, если первый – это предмет из вымышленных миров и видеоигр, то алмазная наковальня – вполне реальная и полезная штука.
Физикам и геологам всегда было интересно узнать, что происходит в недрах Земли под воздействием экстремальных условий, в особенности повышенных давлений. И интерес этот был не праздным, а обещавшим многие выгоды, к примеру секреты получения искусственных алмазов.
Но если, чтобы делать деньги, нужны деньги, то и чтобы делать алмазы, нужны… алмазы (на самом деле, конечно, далеко не всегда).
В самом деле, если мы хотим сдавить что-то с запредельными давлениями, то лучше всего зажимать это что-то между двумя алмазами.
В действительности применение кристаллов алмаза в ячейках высокого давления продиктовано не только его высокой твердостью, но и тем, что алмаз прозрачен для многих видов излучения: ультрафиолетового, инфракрасного, рентгеновского и т.д.
А это дает возможность «наблюдать» в режиме реального времени за тем, что происходит со структурой материала, сдавливаемого двумя алмазами. Кроме того, зажатый образец можно нагревать до 1000°С (а если нагревать не всю ячейку, а пульнуть лазером прицельно по образцу, то можно разогреть его до нескольких тысяч °С), а при необходимости и охлаждать до жидкого гелия, а это -268,9°С.
Первые алмазные наковальни появились в середине 20-го века. Разработкой занимался американский инженер Чарльз Вейр. На пути к работающему прототипу установки ему пришлось потрескать немало алмазов. К счастью, все они были «нелегальными», из конфискованной контрабанды.
Однако еще в течение долгого времени было непонятно, как точно измерять давление, когда диаметр сдавливаемой площади меньше 0,2 мм. Решение нашел американский физик Ричард Форман в 1971 г.
Он предложил подкладывать к сдавливаемому образцу маленький кристаллик рубина. По твердости он близок к алмазу, а линии в его спектре люминисценции сдвигаются в зависимости от приложенного давления. Очень удобно.
Вот теперь физика высоких давлений была довольна, наконец-то в лабораторных условиях стало возможным достичь 2-3 млн атмосфер давления (хотя есть сообщения и о 7-8 млн). Цифры сопоставимы с давлением в ядре нашей планеты, где оценочно 3,8 млн атм.