Szélsőséges körülmények között az arany átrendezi atomjait és korábban ismeretlen struktúrát képez. És amikor a nyomást a Föld közepén lévőkkel megegyező értékre nyomták, az arany még furcsabb lett.
A megállapítás egy új tanulmányból származik, amelyben a Lawrence Livermore Nemzeti Laboratórium (LLNL) és a Carnegie Tudományos Intézet kutatói gyakorolják 21. századi alkímiájukat az argonne nemzeti laboratóriumban Illinoisban. Nagy energiájú lézerrel melegítették az aranyat szélsőséges hőmérsékletig, és olyan nagy nyomásig összenyomták, mint amit a Föld középpontjában találtak.
Pontosabban, egy darab műanyagot helyeztek egy aranydarab elé, majd nagy energiájú lézert lövöldöztek a műanyagon keresztül, amely "alapvetően egy robbanást okoz, amely egy műanyagot egy irányba küld, és ütéshullámot mutat az ellenkező irányba". vezető szerző Richard Briggs, az LLNL posztdoktori tudósa.
Ezek a sokkhullámok elütötte az aranyat, és rendkívül gyorsan összenyomódott és felmelegszik, nanoszekundumon belül. Ezután röntgensugarakkal megütik az aranyat, és felfedezték, hogy a röntgen sugallt-e, hogy kitaláljuk annak szerkezetét. Ez "az első alkalom, amikor valaha is sikerült elérnünk ilyen magas nyomású és magas hőmérsékleti körülményeket, és röntgen sugarakkal egyidejűleg rájuk néztünk" - mondta Briggs a Live Science-nek. Amit láttak, "minden bizonnyal meglepetés".
Az arany általában egy kristályos szerkezetet képez, amelyet az anyagok a tudósok arc-központú köbméternek (fcc) hívnak. Képzelj el egy kocka, mint egy szerszám. Az atomok minden sarkon és az arcon ülnének - mondta Briggs. De az aranyon végzett legtöbb kísérlet során lassan és szobahőmérsékleten préselték össze - tette hozzá.
Mivel oly hűségesen formálja ezt az arc-központú köbös struktúrát, az aranyat egyfajta "standardnak" használták a nagynyomású kísérletekben a nyomás kiszámításához - mondta Briggs. De amikor Briggs és csapata gyorsan összenyomta az aranyat magas hőmérsékleten, ez alakította ki az úgynevezett test-központú köbös (bcc) struktúrát. Ez a nyitottabb struktúra kevésbé hatékony módon csomagolja az atomokat egy térbe, ami azt jelenti, hogy az arany nem inkább ilyen formában van. Ha újra elképzelnénk a halot, akkor olyan lenne, mintha atomok ülnének minden sarkon, csak egy atom van a közepén.
Az a megállapítás, hogy az arany képezheti ezt az új struktúrát, megváltoztathatja azt, hogy a tudósok hogyan használják az elemet standardként a nagynyomású kísérletekben - mondta Briggs.
A csoport úgy találta, hogy az arany szerkezete fcc-ről bcc-re változik körülbelül 220 gigapaszkal (GPa), amely 2,2 millió szorosa a bolygó légköri nyomásának - mondták a kutatók egy nyilatkozatban. Sőt, amikor a kutatók az 250 a GPa-nál nagyobb aranyat a Föld közepén található nyomással megegyező nyomáshoz (körülbelül 330 GPa) összenyomták, az megolvadt.
Az eredményeket július 24-én tették közzé a Physical Review Letters folyóiratban.
