Золото меняется под давлением, в 10 млн раз превышающем земное: физики увидели нечто неожиданное

Физики сжали золото при давлении, которое в 10 млн раз превышает атмосферное давление на Земле с могли получить новое представление об изменении атомной структуры металла. Оказалось, что золото при экстремальном давлении меняется, ведь его атомы перестраиваются. Результаты исследования, опубликованного в журнале Physical Review Letters, дают возможность понять, как вещество ведет себя глубоко внутри планет-гигантов и в условиях высокого давления, используемых для исследований термоядерного синтеза, пишет Interesting Engineering.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Ученые провели эксперименты с золотом в Ливерморской национальной лабораторией имени Лоуренса (США). Они сжали золото при давлении примерно в 10 миллионов раз превышающего атмосферное давление на Земле. Новые результаты устраняют давние противоречия в отношении поведения золота при экстремальном сжатии и уточняют его использование в качестве эталонного материала в науке о высоких давлениях. Эти результаты имеют важное значение для моделирования недр планет-гигантов и термоядерной физики.

Давление внутри планет-гигантов может превышать атмосферное давление на Земле в миллион раз, а потому вещество там принимает необычные атомные конфигурации. Для воспроизведения этих условий на Земле требуются установки, способные создавать интенсивные энергетические импульсы. Ученые использовали специально созданные лазерные импульсы, чтобы достичь экстремально высокого давления в лаборатории.

Лазерные импульсы быстро сжимали образцы золота, но при этом температура металла сохранялась на низком уровне, что позволяло ему оставаться твердым. После этого физики использовали рентгеновские лучи, чтобы увидеть, что происходит с атомной структурой золота пи высоком давлении.

В нормальных условиях атомы золота выстраиваются в кубическую структуру, в которой атомы располагаются в углах куба и в центре каждой грани куба. Известно, что эта структура стабильна в широком диапазоне давлений, но модели различаются относительно того, когда она начинает разрушаться. Физики обнаружили, что эта структура устойчива к гораздо более высоким давлениям, чем предсказывали некоторые модели. Оказалось, что эта структура может сохраняться даже при давлении, вдове превышающем давление в ядре Земли.

Но при более высоком давлении золото начинает меняться. Некоторые атомы золота выстроились в кубическую структуру, где атомы расположены в каждом углу куба, а один атом находится точно в центре куба. Но часть первоначальной структуры также сохранилась, что свидетельствует о сосуществовании эти состояний золота одновременно.

Понимание изменение структуры золота имеет практическое значение. Золото является эталонным материалом в физике высоких давлений, поскольку оно химически стабильно и его легко изучать с помощью рентгеновских лучей. Поведение золота при более низких давлениях хорошо изучено, но расхождения в результатах при экстремальных давлениях повлияли на точность других экспериментов.

Результаты исследования закладывают прочную основу для будущих исследований при высоких давлениях, повышая уверенность в экспериментах по изучению условий в недрах планет и физике высоких энергий.

Как уже писал Фокус, ученые опровергли почти 200-летнее правило о взаимодействии света и материи. Физики выяснили, что что свет "общается" с материей через магнитное поле.

Также Фокус писал о том, что ученые выяснили, что неандертальцы поедали женщин и детей из вражеских племен. При этом особой популярностью у древних каннибалов пользовались женщины невысокого роста.