Наука

Фізики показали, як змінюються властивості матеріалів у надрах планет

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.

Схема експерименту. Зображення: Gorman et al., Nature Physics

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.

Кристалічні структури в магнії при різних тисках. Зображення: Gorman et al., Nature Physics

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.


Підписуйтеся на нас в Гугл Новини, а також читайте в Телеграм і Фейсбук


comments powered by HyperComments
Back to top button
comments powered by HyperComments