Физики впервые получили и изучали жидкий углерод
Жидкий углерод — это вещество, которое встречается на планетах и играет важную роль в технологии контролируемого ядерного синтеза. До сих пор считалось, что в лабораторных условиях было невозможно. Международная команда ученых, возглавляемая немецкими физиками, использует высокопроизводительный дипольный 100-х лазер для синтеза и измерения жидкого углерода.
Наука почти ничего не может сказать о жидком углероде, которое невозможно исследовать в лабораториях, поскольку при нормальном давлении он не превращается в жидкость, но сразу же попадает в газообразное состояние. Только при крайнем давлении и температуре около 4500 ° C, самая высокая температура плавления каждого материала, становится жидкостью углерода.
Однако с помощью лазерного сжатия твердый углерод все еще может немедленно превратиться в жидкость. Проблема состоит в том, чтобы иметь возможность провести все необходимые измерения для этой части секунды.
«Впервые мы можем наблюдать структуру жидкого углерода в эксперименте», — говорит профессор Доминик Краус, глава рабочей группы в Университете Ростока. — «Наш эксперимент подтверждает прогнозы, сделанные посредством сложного моделирования поведения в жидкости.
Эксперимент физиков из разных стран стал возможным благодаря совместной работе лазера Dipole 100-X (D100-X), построенного в Великобритании, и объекта Xfel в Германии. Лазер D100-X создал условия, в которых образцы твердого углерода стали жидкостью для миллиардов частей секунды, а рентгеновский снимк захватил дифракционные схемы, которые показывают расположение атомов в жидком углеле.
Каждый эксперимент длится лишь часть секунды, но повторяется неоднократно с немного разными параметрами. Фотографии дифракционных моделей были затем объединены для создания полной картины углеродного перехода из твердой жидкой фазы, британских исследований и инновационных отчетов.
Измерения показывают, что с четырьмя ближайшими соседями структура жидкого углерода напоминает твердый алмаз. Ученые также определили точность температуры плавления углерода, положив конец научным дебатам по этому вопросу.
Эти знания важны для точного моделирования планет и для разработки технологий для производства электроэнергии через термокуплер.
