Äärimmäisissä olosuhteissa kulta järjestää atomit uudelleen ja muodostaa aikaisemmin tuntemattoman rakenteen. Ja kun paineet työnnettiin vastaaviin kuin maan keskellä, kulta tuli entistä pahempaa.
Löytö tulee uudesta tutkimuksesta, jossa Lawrence Livermore National Laboratoryn (LLNL) ja Carnegie Institute for Science -yrityksen tutkijat harjoittivat 2000-luvun alkemiaa Argonnen kansallisessa laboratoriossa Illinoisissa. Suurenergialaserilla he kuumensivat kultaa äärimmäisiin lämpötiloihin ja puristivat sen paineisiin, jotka olivat yhtä korkeat kuin maan keskipisteessä.
Tarkemmin sanottuna he panivat pienen kappaleen muovia kultapalan eteen ja ampuivat sitten suuren energian laserin muovin läpi, mikä "pohjimmiltaan aiheuttaa räjähdyksen, joka lähettää muovia yhteen suuntaan ja iskee aaltoja vastakkaiseen suuntaan", sanoi. johtava kirjailija Richard Briggs, LLNL: n tutkijatohtori.
Nuo iskut aallot osuivat kultaan ja aiheuttivat sen puristumisen ja kuumenemisen erittäin nopeasti nanosekunnin sisällä. Sitten he osuivat kultaa röntgensäteillä ja havaitsivat missä röntgensäteet pomppivat pois rakenteen selvittämiseksi. Tämä on "ensimmäinen kerta, kun olemme koskaan päässeet sellaisiin korkeapaineisiin ja korkeisiin lämpötiloihin ja katsoneet niitä samanaikaisesti röntgenkuvien avulla", Briggs kertoi Live Science: lle. He näkivät "varmasti yllätys".
Kulta muodostaa yleensä kiteisen rakenteen, jota materiaalitutkijat kutsuvat kasvikeskeiseksi kuutiomeksi (fcc). Kuvittele kuutio kuin suulake. Atomit istuisivat jokaiseen nurkkaan ja jokaiseen kasvoon, Briggs sanoi. Hän lisäsi kuitenkin, että useimmissa kultaa koskevissa kokeissa on kompressoitu hitaasti ja huoneenlämpötilassa.
Koska kulta muodostaa niin lojaalisesti tämän kasvikeskeisen kuutiorakenteen, kultaa on käytetty eräänlaisena "standardina" korkeapainekokeissa paineen laskemiseksi, Briggs sanoi. Mutta kun Briggs ja hänen tiiminsä puristivat kullan nopeasti korkeissa lämpötiloissa, muodostui niin kutsuttu kehon keskitetty kuutio (bcc) -rakenne. Tämä avoimempi rakenne pakata atomit avaruuteen vähemmän tehokkaalla tavalla, mikä tarkoittaa, että kulta ei halua olla tässä muodossa, hän sanoi. Jos kuvittelisit kuoleman uudelleen, olisi kuin atomit istuisivat jokaiseen nurkkaan vain yhden atomin keskellä.
Havainto, että kulta voi muodostaa tämän uuden rakenteen, voi muuttaa tapaa, jolla tutkijat käyttävät elementtiä standardina korkeapainekokeissa, Briggs sanoi.
Ryhmä havaitsi, että kullan rakenne alkoi muuttua fcc: stä bcc: ksi noin 220 gigapaskalissa (GPa), mikä on 2,2 miljoonaa kertaa planeettamme ilmanpaineessa, tutkijat totesivat lausunnossa. Lisäksi kun tutkijat puristivat kullan 250 GPa: n yläpuolella paineisiin, jotka vastaavat maan keskipisteessä (noin 330 GPa) havaittuja paineita, se sulaa.
Tulokset julkaistiin 24. heinäkuuta Physical Review Letters -lehdessä.
