Вчені досліджували, як тверда матерія поводиться при величезних тисках, наприклад, в надрах планет-гігантів.
Фізики з Ліверморської національної лабораторії Лоуренса вивчили структурну поведінку магнію (Mg) при екстремальних тисках. Дослідження, опубліковане в журналі Nature Physics, показує, що у матеріалу з’являються принципово нові хімічні та структурні властивості.
У своїй роботі дослідники проводили експерименти з потужним лазером у поєднанні з методами наносекундної рентгенівської дифракції.
“Ми стискали елементарний Mg, підтримуючи твердий стан до пікового тиску 1,32 ТПа (в три рази більше, ніж в центрі Землі)», пояснюють вчені. В результаті фізики вперше спостерігали перетворення Mg в чотири нові кристалічні структури.
Дослідники підкреслюють, що практичні випробування підтвердили теоретичні прогнози поведінки матеріалів в умовах екстремальних тисків. Зокрема, підтвердилося утворення “електридів“.
Під величезним тиском валентні електрони, які зазвичай вільно переміщаються по металу магнію, локалізуються в порожніх просторах між атомами і, таким чином, утворюють майже безмасовий негативно заряджений іон, пояснюють вчені. В результаті, в структурі речовини формуються позитивно заряджені іони магнію і негативні частинки з електронів.
Під дією сил електричного тяжіння такі структури утворюють кристалічну решітку набагато більш щільну ніж та, яку можна було б очікувати при простому «ущільненні» атомів. Відкриття допоможе краще зрозуміти фізику процесів, які протікають в надрах гігантських планет, кажуть вчені.
