В лаборатории в США раскрыли тайны Урана и Нептуна
Подвергая пластик ударам мощных лазеров, можно получить крошечные алмазы. Подобные процессы могут происходить при высоких температурах и давлениях, обнаруженных внутри планет, что может помочь объяснить странность таких небесных тел, как Уран и Нептун, рассказывает 6 сентября журнал New Scientist.
Исследователям и раньше удавалось создавать наноалмазы, воздействуя лазерами на смесь углерода и водорода, но для этого требовались чрезвычайно высокие давления. Зигфрид Гленцер из Национальной ускорительной лаборатории SLAC в Калифорнии и его коллеги обнаружили, что, используя обычный пластик, применяемый для изготовления бутылок и других контейнеров, полиэтилентерефталат — ПЭТ, который содержит углерод, водород и кислород, они могут производить алмазы в гораздо менее экстремальных условиях.
Пластик с помощью мощного лазера нагревали до температуры от 3200 до 5800 ° C, а ударные волны, генерируемые лазерным импульсом, доводили его до давления, превышающего 72 гигапаскаля, что равно одной пятой давления в ядре Земли. В результате водород и кислород отделялись от углерода, оставляя крошечные алмазы диаметром в несколько нанометров и воду в суперионной фазе, которая проводит электричество легче, чем обычная вода.
Это происходило при более низких давлениях, чем в предыдущих экспериментах с использованием других материалов, говорит Гленцер. При этом, как и ПЭТ, внутренности планет-гигантов содержат кислород, а также углерод и водород.
«Это означает, что алмазы, вероятно, есть повсюду, — говорит Гленцер. —Если это происходит при более низких давлениях, чем наблюдалось ранее, это означает, что они находятся внутри Урана, Нептуна, внутри некоторых спутников, таких как Титан, которые содержат углеводороды».
Такие алмазы, образующиеся в мантии Нептуна, а затем опускающиеся к его ядру, создавая в процессе трение и тепло, могут объяснить, почему планета настолько неожиданно горяча. А внутри Урана карманы суперионной воды, оставшиеся после образования алмазов, могут проводить электрические потоки, что может иметь какое-то отношение к странной форме его магнитного поля.
Следующий шаг — включить этот процесс в модели этих миров и посмотреть, может ли он объяснить некоторые из их многочисленных тайн, говорит Гленцер. Другой практический шаг заключается в сборе наноалмазов. Подобные материалы уже используются в промышленных абразивных процессах и могут быть полезны во многих научных приложениях, но обычно их получают путем детонации взрывчатых веществ.
«В других экспериментах, где необходимое давление было намного выше, условия были настолько экстремальными и динамичными, что алмазы в конечном итоге разваливались на части, — говорит Гленцер. Теперь, когда мы нашли способ производить их при более низком давлении, у нас может появиться шанс на самом деле собирать урожай алмазов».
