從塑料中提煉鑽石，這還是史上頭一回。這項研究將有助於我們了解行星內核中隱藏的奧秘——比如天王星和海王星。
斯坦福線性加速器中心（SLAC）極端條件模擬器下的物質。科學家們以此為工具，研究恆星和巨行星內部的熱
從塑料中提煉鑽石？聽起來像科幻小說里的橋段。不過根據已發表的科研成果，這一提煉過程已在實驗室中實現。
這次突破性的實驗意味著：我們太陽系一些行星的內核周圍可能會含有整層分布的珍貴材料——金剛石。
長期以來，人們都推測天王星和海王星的地下深處存在著金剛石「雨」——這是碳元素和氫元素在超高壓環境中聚合的「結晶」。
德國研究者們使用SLAC國家加速器實驗室內的X射線自由電子激光器模擬這些行星的內部環境。他們用強激光器在塑料中製造衝擊波。
「我們為這次實驗準備了世界上最亮的X射線發射源，」SLAC的光子科學教授西格弗里德·格倫澤爾說，他也是本篇論文的合作作者。「需要這些高強度的快速脈衝X射線才能看清這些金剛石的結構——因為它們只在實驗室里成型，時間非常之短。」
這次實驗中創造出的納米金剛石也許能幫助研究者們探尋核聚變的奧秘——氫原子聚合，生成氦原子。在一些聚變實驗里，兩份氫燃料被壓縮在塑料之內，與行星內部的狀況相似。
這些金剛石只持續了不到一秒鐘時間。在特定壓力/溫度之下，一對對衝擊波射向聚苯乙烯分子，進而製造出金剛石微顆粒。聚苯乙烯由氫碳混合物構成，與海王星和天王星的化學成份類似。
研究者通過激光脈衝『照亮』並發現了這些金剛石微粒，這是人類第一次觀測到這個化學反應，它也給「行星內部金剛石形成方式」的理論增添了證據。
「之前，研究者只能假定金剛石已經形成，」多米尼克·克勞斯說。他是亥姆霍茲聯合會的科學家，也是這篇論文的第一作者。「看到最新實驗成果的那一刻，是我科學生涯里最棒的瞬間之一。」
了解特定溫度和壓力條件之下各元素聚合反應的情況，可以告訴我們行星的內部狀況，加深我們對行星的認知。之前，我們只能通過對其軌道和大小的觀測來了解它們。
「我們無法深入這些行星地下實施觀測。因此，這些實驗室成果是對人造衛星和望遠鏡觀測的補充，」克勞斯說。
接下來，該團隊希望運用相同的辦法，研究行星內部可能發生的其它化學反應。
「模擬器並未真正捕捉到我們在這一領域觀測的情況，」格倫澤爾說。「我們和同行的研究都能證明：這類高壓環境之下的物質聚合是不可忽視的力量。」
翻譯：陽秋
來源：Wired
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-