Ilona
15 °C
29 °C
Index - In English In English Eng

Az arany soha nem látott kristályszerkezetét fedezték fel

2019.08.02. 20:39 Módosítva: 2019.08.04. 15:28

Extrém körülmények között az arany atomjai átrendeződnek, és teljesen új rácsszerkezetet vesznek fel. Amikor pedig a nyomást addig növeljük, hogy az már megegyezik a Föld középpontjában tapasztalható viszonyokkal,

na akkor kezdenek az aranyatomok igazán furcsán viselkedni.

Az amerikai Lawrence Livermore Országos Laboratórium 21. századi alkimistái fogták a nagy energiájú lézerüket, és a végletekig hevítették vele az aranyat, miközben döbbenetesen nagy nyomásnak is tették ki őket - mert hát miért is ne tettek volna így?!

A röntgendifrakciós képből leolvasható aranyatomrács-típusok
A röntgendifrakciós képből leolvasható aranyatomrács-típusok
Fotó: Lawrence Livermore National Laboratory

A kísérlet egyébként egy apró műanyag lapka közbeiktatásával történt. A műanyagot a lézer és az arany közé helyezték, majd meglőve a lézerrel, gyakorlatilag felrobbantották. Ettől lökéshullámok keletkeztek, ezek érték el közvetlenül az aranyat és nanoszekundumok alatt szélsőségesen magas hőmérsékletre melegítették fel azt.

Ezután Röntgen-sugarakkal sugározták be az anyagmintát, hogy a visszaverődő, szóródó sugarak elemzésével meghatározzák az arany anyagszerkezetét. A kutatók büszkén jelentették be, hogy ez az első alkalom, amikor egy kísérletben egyszerre tudtak ilyen magas hőmérsékletet és nyomást előállítani, majd a hatást röntgendifrakcióval vizsgálni.

Az eredmény pedig igazán meglepő volt.

Az aranyatomok általában lapon középpontos (lapcentrált) fémrácsba rendeződnek, ahol az atomok a képzeletbeli kockák csúcsain, élein és lapjain helyezkednek el. Az eddigi kísérletekben általában szobahőmérsékleten vizsgálták az arany kristályszerkezetét, miközben csak lassan emelték a nyomást. Ilyen körülmények között az arany megbízhatóan megtartotta lapcentrált kockarácsát.

Csakhogy most az egész melegítés és nyomásemelkedés a pillanat tört része alatt ment végbe. Ez pedig arra bírta az aranyat, hogy atomjai tércentrált kockarács-struktúrába rendeződjenek. Ez energetikailag nem ideális kristályszerkezet az arany számára, így normál körülmények között nem is jön létre.

A kutatók úgy találták, hogy az aranyatomok akkor kezdenek átrendeződni lapcentrált kockarácsból tércentráltba, amikor a nyomás eléri a 220 gigapascalt. Ez 2,2 milliószorosa a légköri nyomásnak.

Amikor pedig elérték a Föld középpontjában tapasztalható 330 GPa-os nyomásértéket, az arany megolvadt.

(Live Science)