Американские ученые совершили прорыв в физике высоких давлений. Они впервые расплавили крошечные образцы алмаза под давлением, в три раза превышающим давление в центре Земли, и при температуре, выше температуры поверхности Солнца. Это позволило разрешить загадку, которую пытались решить физики последние 20 лет. Художественная концепция: Джеймс Викболдт/LLNL В течение двух десятилетий теоретики не могли воспроизвести экспериментальные данные по плавлению алмаза: разница составляла около 20%. Ученые использовали все передовые методы моделирования, но не могли добиться совпадения с экспериментом. Загадка разрешилась только сейчас, когда эксперименты провели с новой точностью, используя рентгеновскую дифракцию, фиксирующую атомную структуру вещества в момент сжатия. Физики выяснили, что при давлении в 1 терапаскаль (в тысячу раз больше атмосферного) алмаз плавится при температуре около 7300 Кельвин. Также обнаружилось, что в этих условиях твердый алмаз легче жидкого углерода — примерно как лед легче воды. Это означает, что алмаз может плавать в жидком углероде при высоком давлении. Открытие имеет прямое отношение к лазерному термоядерному синтезу. Для получения термоядерной энергии мощные лазеры сжимают крошечную алмазную капсулу с топливом. Чтобы добиться зажигания, капсула должна расплавиться равномерно. Ранее ученые использовали очень мощный начальный удар, чтобы гарантированно расплавить алмаз, но это увеличивало энтропию топлива и снижало эффективность. Новое понимание физики плавления предполагает, что можно использовать значительно более слабый первый удар и все равно добиться полного расплавления. Компьютерное моделирование показывает, что это может утроить выход энергии. Кроме того, эти данные уточняют модели внутреннего строения ледяных гигантов — Урана и Нептуна, где, как предполагается, алмазы могут существовать в виде «дождя». Ученые уже начали разрабатывать новые эксперименты для проверки таких прогнозов.
Источник новости: overclockers.ru
