世界最大のレーザー、スタートレックに登場するマシン 映画は、強力な結果を達成しました:それは圧縮されたダイヤモンドであり、知られている物質の中で最も圧縮性が低く、地球の大気が私たちを圧迫するよりも 5000 万倍も硬いです。この発見は、科学者が巨大な惑星の奥深くに広がる大きな圧力で物質がどのように振る舞うかをよりよく理解するのに役立つはずです.
カリフォルニア州リバモアにあるローレンス リバモア国立研究所の物理学者レイ スミスと彼の同僚たちは、同じくリバモアにある国立点火施設 (NIF) でこの偉業を達成しました。長さ 10 メートル、多数のレーザーで武装したこの装置は、2013 年の映画 Star Trek Into Darkness で宇宙船エンタープライズの「ワープ コア」として登場するほど SF に似ています。 .ただし、NIF には実際的な目的があります。それは、いつか私たちのエネルギー ニーズを解決することを期待して、太陽に電力を供給するのと同じタイプの反応である核融合を引き起こすことです。科学者は、さまざまな物質が圧縮されたときにどのように反応するかを調べるなどの基礎研究にも使用します。これは、惑星の内部に関連するデータです。
新しい研究では、スミスのチームは、長さ 1.1 センチメートル、直径 0.6 センチメートルの小さな金の円柱に 176 個のレーザーを発射しました。レーザーが金を加熱して X 線を放出し、円柱の外壁の穴に取り付けられた小さなダイヤモンド を圧迫しました。ダイヤモンドは 5000 万気圧に達しました。これは、地球の中心の圧力の 14 倍です。
研究者がオンライン Nature で今日報告しているように 、X線攻撃により、ダイヤモンドの密度がほぼ4倍になりました。 「それは記録です」とスミスは言います。 「これほど圧縮されたダイヤモンドはこれまでにありませんでした。」爆風はダイヤモンドを粉砕して粉々にしましたが、鉱物が破壊される前に、科学者は圧力が上昇するにつれてその密度を測定することに成功しました。通常は水の 3.25 倍の密度であるダイヤモンドは、10 億分の 1 秒間で、鉛の密度、水の 12.03 倍の密度になりました。
「これは印象的な成果です」と、カリフォルニア工科大学パサデナ校の惑星科学者 David Stevenson 氏は言います。彼はこの実験には関与していません。 「これは非常に高圧での高品質のデータです。」このような大きな圧力は、巨大惑星の中心の圧力に匹敵します。木星のコアの圧力は 4,000 万から 9,000 万気圧ですが、土星の中心の圧力は約 4,000 万気圧です。
ただし、どちらの世界にもダイヤモンド コアはありません。ダイヤモンドは炭素で構成されており、私たちの太陽系では酸素が 2 倍一般的であり、太陽の惑星の主要な構成要素であるケイ酸塩岩を構成しています。それでも、科学者たちは、ダイヤモンドの世界が他の場所に存在する可能性があると推測しています。太陽系が酸素よりも多くの炭素で発生した場合、炭素は一酸化炭素を形成することによって酸素を吸収し、過剰な炭素を残して炭素惑星を作成します。これは圧力下でダイヤモンドの世界になります.したがって、スミス氏によると、新しい実験はそのような惑星の性質を調査します。
しかし、カリフォルニア大学サンタクルーズ校の天文学者ジョナサン・フォートニーは、炭素惑星はまれであると考えており、科学者が他の物質を調査することを望んでいます.彼が言及している要素の 1 つは鉄であり、スーパーアースのコアを構成している可能性があります。これは、私たちの惑星よりも数倍重い惑星です。スミス氏は、彼のチームが現在この資料を研究しており、すぐに結果が得られることを望んでいると述べています.
