Исследователи случайно создали наноалмазы из пластиковых бутылок

По мнению ученых, которые недавно провели эксперимент, чтобы лучше понять атмосферу этих ледяных гигантов, на поверхности Нептуна и Урана может буквально идти дождь из алмазов.

Группа исследователей из французской инженерной школы Политехнической школы, немецкой лаборатории Гельмгольца-Центра Дрезден-Россендорф (HZDR) и Университета Ростока попытались смоделировать условия, наблюдаемые на двух массивных планетах, состоящих из ледяных пород и ледообразующих молекул.

Внутренняя часть Урана и Нептуна состоит в основном из углерода, водорода и кислорода — комбинации элементов, которые на самом деле содержатся в аналогичных пропорциях в ПЭТ (полиэтилентерефталате), полимере, из которого состоят предметы повседневного обихода, такие как пластиковые бутылки с водой и пластиковая упаковка. К счастью для их исследований, листы ПЭТ дешевы.

Несмотря на то, что ледяные гиганты являются самыми холодными планетами в нашей солнечной системе, температура которых достигает минимума в -373 °F, температура в их недрах все равно может достигать 10 000 °F, а атмосферное давление в миллион раз выше, чем на Земле. Чтобы имитировать эти условия, исследователи привезли материал из пластиковой бутылки в Национальную ускорительную лабораторию Калифорнии, чтобы использовать источник когерентного света Linac (LCLS), чрезвычайно мощный лазер на свободных электронах с жестким рентгеновским излучением.

После воздействия на пластик десятью сверхконцентрированными лазерными импульсами в секунду ПЭТ достиг температуры 10 832 °F, что сравнимо с внутренними температурами Нептуна и Урана. Воздействие лазера на пластиковую бутылку также создало ударную волну, которая сжала материал под давлением, равным давлению ледяных гигантов. Результат оказался более ярким, чем ожидалось: произошел взрыв наноалмазов.

«Мы обнаружили, что это экстремальное давление приводит к образованию крошечных алмазов», — объясняет Доминик Краус, физик HZDR и профессор Университета Ростока.

Краус добавляет, что «наноалмазы действительно являются бриллиантами с точки зрения кристаллической структуры. Та же кристаллическая структура, что и у многих обручальных колец, только в миллион раз меньше. Так что да, это настоящие бриллианты. За короткий промежуток времени наших экспериментов они не достаточно времени, чтобы расти дальше. Однако внутри планет, где время роста может достигать миллионов лет, алмазы могут быть гигантскими — километры или больше».

Это открытие имеет как земное, так и небесное значение. Здесь, на Земле, алмазы теперь могут быть доведены до совершенства. «До сих пор подобные алмазы производились в основном с помощью детонирующей взрывчатки», — говорит Краус. «С помощью лазерных вспышек в будущем их можно будет производить более чисто. Рентгеновский лазер означает, что у нас есть лабораторный инструмент, который сможет точно контролировать рост алмазов».

Это также может стать новым способом производства наноалмазов, используемых в качестве «кувитов» для квантовых вычислений и датчиков, или для создания крошечных алмазов, которые используются для производства многих промышленных абразивов и полирующих средств. В космической сфере полученные результаты могут помочь расширить наши знания о наиболее распространенных типах планет, плавающих во Вселенной, включая тот факт, что они могут иметь непрерывные сверкающие алмазные дожди.

«Такие планеты, как Уран и Нептун и немного меньшие по размеру, оказались самыми многочисленными планетами за пределами нашей Солнечной системы», — говорит Краус. «Поэтому понимание этих планет также поможет проникнуть глубже внутрь того места, где жизнь могла бы существовать за пределами нашей Солнечной системы».

Сообщение «Исследователи случайно создают наноалмазы из пластиковых бутылок» впервые появилось на сайте Dornob.