用最强激光轰击钻石就可模拟行星内核

　　近日， 美国某媒体7月19日发表题为《世界最强激光轰击钻石以模拟行星内核》的报道称，研究人员利用世界最强激光轰击一片钻石，以了解这种已知最坚硬的物质在极端高压下将如何表现。这项实验还可能提供有关巨大行星内核的新线索。这些行星的内核中存在极高的压强。

　　据报道，这项实验在位于美国加州的劳伦斯利弗莫尔国家实验室进行。研究人员在物理学家雷蒙德·史密斯领导下，利用一束激光以约5万亿帕斯卡（约为5000万个标准大气压）的压强轰击一个钻石薄片。这种压强与巨行星（例如，木星或其它表面多岩石的“超级地球”）内核附近的压强相同。

最强激光轰击一片钻石成功可能提供有关巨大行星内核的新线索

　　报道称，整个实验仅用时250亿分之一秒。研究人员用176束激光轰击一个黄金制成的小型圆柱体（称作“黑体辐射空腔”），该圆柱体上镶嵌着一个极小的钻石薄片。当激光束轰击圆柱体时，能量转换为X光。在圆柱体汽化的过程中，钻石薄片就暴露在相当于几千万个地球大气压的极端高压下。

　　研究人员通过理论计算预测，这种高压可能改变钻石的晶体结构。检验这种预测是否正确的一种方法是，测量声波在钻石中的速度。如果声波的速度在压强升高时突然发生变化，那么钻石的晶体结构就发生了改变。

　　但这种情况并未发生，声波的速度随压力升高而平稳变化。钻石密度的变化速度也与此前的理论模型不符。在高压下，物质的密度通常会升高，钻石也不例外。但钻石密度的变化速度却令研究人员感到意外。

马杜苏丹教授在剑桥大学的天体物理实验室

　　报道称，这项实验是一次突破，因为研究人员没有采取阶梯式加压的方式（例如，以重量不断增加的锤子击打钻石），而是平稳地增加压强。这样，在轰击钻石的过程中，钻石暴露在极端高压下，而钻石本身又不至于过热而熔化（钻石在足够高的温度下可以熔化）。

　　英国剑桥大学天体物理学教授尼库·马杜苏丹说，因为钻石由碳组成，了解这种物质在高压下的表现，对于研究其他行星至关重要。

　　马杜苏丹说，他们报告的压力状态与巨行星、超级地球和更大的行星内核的压力相似。这项发现有助于了解可能蕴藏丰富碳的超级地球（例如，“钻石星球”55 Cancri e）的内部结构。

　　马杜苏丹说，此前，科学家只是用理论模型预测了碳在这种高压下的表现。而现在，史密斯领导的研究小组提供了切实的实验数据。