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重现天王星上的钻石雨科学家使用X射线激光

发布时间:2023/2/1 23:35:33   
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你敢相信吗?科学家已经把塑料变成了钻石。利用高能激光器,研究小组对塑料瓶中常用的PET样品进行了轰击,产生强烈的热量和压力,形成微小的钻石,这些钻石可能会自然落在天王星和海王星等行星上。

在地球上,钻石因其稀有而被珍视。但在其他星球上,它们可能像岩石一样常见。在天王星和海王星这样的冰巨星上,人们认为极端的压力会压缩氢和碳等元素,形成固体钻石,然后这些钻石会像雨一样穿过大气层。

虽然,这一现象尚未被直接检测到,但年,一组科学家报告称,他们在实验室重现了这一过程。他们用世界上最强大的X射线激光器Linac相干光源(LCLS)对碳氢化合物材料样本进行了探测。这立即将它们加热到高达°C的温度,并产生数百万个大气压的强大冲击波,形成微小的“纳米钻石”。

尽管,实验表明这在技术上是可行的,但研究小组表示,原始的碳氢化合物材料,如聚苯乙烯,并不能准确地模拟这些冰巨星内部的元素。氧气也大量存在,所以研究人员研究了其他材料,可以引入这种关键元素的混合。

他们选定了PET,一种常用于食品和饮料包装的塑料,它在碳、氢和氧之间具有良好的平衡。该团队重复了这个实验,用LCLS扫描薄膜PET样本,然后使用两种不同的成像技术,不仅检查纳米钻石是否形成,而且检查它们生长的速度和大小。果然,他们检测到钻石密度高达每立方厘米3.87克。

“氧气的作用是加速碳和氢的分裂,从而促进纳米钻石的形成,”该研究的作者之一多米尼克·克劳斯(DominikKraus)说。“这意味着碳原子可以更容易结合,形成钻石。”

这项研究不仅支持了冰巨行星上有钻石雨的假设,而且该团队表示,它还展示了一种新的潜在制造这些微小钻石的技术,这些钻石被用于工业磨料、抛光剂,也许有一天还会用于高灵敏度的量子传感器。

这项研究发表在《科学进展》杂志上。

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