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硬的物質(zhì)在極端高壓下將如何表現(xiàn)。這項實驗還可能提供有關(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)報道，這項實驗在位于美國加州的勞倫斯利弗莫爾國家實驗室進(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5000萬個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)的壓強(qiáng)轟擊一個鉆石薄片。這種壓強(qiáng)與巨行星(例如，木星或其它表面多巖石的“超級地球”)內(nèi)核附近的壓強(qiáng)相同。

　　報道稱，整個實驗僅用時250億分之一秒。研究人員用176束激光轟擊一個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極小的鉆石薄片。當(dāng)激光束轟擊圓柱體時，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)于幾千萬個地球大氣壓的極端高壓下。

　　研究人員通過理論計算預(yù)測，這種高壓可能改變鉆石的晶體結(jié)構(gòu)。檢驗這種預(yù)測是否正確的一種方法是，測量聲波在鉆石中的速度。如果聲波的速度在壓強(qiáng)升高時突然發(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。

　　報道稱，這項實驗是一次突破，因為研究人員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)。

　　英國劍橋大學(xué)天體物理學(xué)教授尼庫·馬杜蘇丹說，因為鉆石由碳組成，了解這種物質(zhì)在高壓下的表現(xiàn)，對于研究其他行星至關(guān)重要。

　　馬杜蘇丹說，他們報告的壓力狀態(tài)與巨行星、超級地球和更大的行星內(nèi)核的壓力相似。這項發(fā)現(xiàn)有助于了解可能蘊(yùn)藏豐富碳的超級地球(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的實驗數(shù)據(jù)。