7月19日發(fā)表題為《世界最強(qiáng)激光轟擊鉆石以模擬行星內(nèi)核》的報(bào)道稱，研究人員利用世界最強(qiáng)激光轟擊一片鉆石，以了解這種已知最堅(jiān)硬的物質(zhì)在極端高壓下將如何表現(xiàn)。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)還可能提供有關(guān)巨大行星內(nèi)核的新線索。這些行星的內(nèi)核中存在極高的壓強(qiáng)。

　　據(jù)報(bào)道，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)在位于美國(guó)加州的勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。研究人員在物理學(xué)家雷蒙德·史密斯領(lǐng)導(dǎo)下，利用一束激光以約5萬億帕斯卡(約為5000萬個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)的壓強(qiáng)轟擊一個(gè)鉆石薄片。這種壓強(qiáng)與巨行星(例如，木星或其它表面多巖石的“超級(jí)地球”)內(nèi)核附近的壓強(qiáng)相同。

　　報(bào)道稱，整個(gè)實(shí)驗(yàn)僅用時(shí)250億分之一秒。研究人員用176束激光轟擊一個(gè)黃金制成的小型圓柱體(稱作“黑體輻射空腔”)，該圓柱體上鑲嵌著一個(gè)極小的鉆石薄片。當(dāng)激光束轟擊圓柱體時(shí)，能量轉(zhuǎn)換為X光。在圓柱體汽化的過程中，鉆石薄片就暴露在相當(dāng)于幾千萬個(gè)地球大氣壓的極端高壓下。

　　研究人員通過理論計(jì)算預(yù)測(cè)，這種高壓可能改變鉆石的晶體結(jié)構(gòu)。檢驗(yàn)這種預(yù)測(cè)是否正確的一種方法是，測(cè)量聲波在鉆石中的速度。如果聲波的速度在壓強(qiáng)升高時(shí)突然發(fā)生變化，那么鉆石的晶體結(jié)構(gòu)就發(fā)生了改變。

　　但這種情況并未發(fā)生，聲波的速度隨壓力升高而平穩(wěn)變化。鉆石密度的變化速度也與此前的理論模型不符。在高壓下，物質(zhì)的密度通常會(huì)升高，鉆石也不例外。但鉆石密度的變化速度卻令研究人員感到意外。

　　報(bào)道稱，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)是一次突破，因?yàn)檠芯咳藛T沒有采取階梯式加壓的方式(例如，以重量不斷增加的錘子擊打鉆石)，而是平穩(wěn)地增加壓強(qiáng)。這樣，在轟擊鉆石的過程中，鉆石暴露在極端高壓下，而鉆石本身又不至于過熱而熔化(鉆石在足夠高的溫度下可以熔化)。

　　英國(guó)劍橋大學(xué)天體物理學(xué)教授尼庫(kù)·馬杜蘇丹說，因?yàn)殂@石由碳組成，了解這種物質(zhì)在高壓下的表現(xiàn)，對(duì)于研究其他行星至關(guān)重要。

　　馬杜蘇丹說，他們報(bào)告的壓力狀態(tài)與巨行星、超級(jí)地球和更大的行星內(nèi)核的壓力相似。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)有助于了解可能蘊(yùn)藏豐富碳的超級(jí)地球(例如，“鉆石星球”55 Cancri e)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

　　馬杜蘇丹說，此前，科學(xué)家只是用理論模型預(yù)測(cè)了碳在這種高壓下的表現(xiàn)。而現(xiàn)在，史密斯領(lǐng)導(dǎo)的研究小組提供了切實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。