Tag archive

LCLS

Απεδείχθει πειραματικά πως βρέχει διαμάντια στον Ουρανό και τον Ποσειδώνα

in Astronomy by

Εδώ και αρκετά χρόνια πολλοί επιστήμονες υποστηρίζουν πως οι Γίγαντες πλανήτες (Ουρανός και Ποσειδώνας) κρύβουν κάποια λαμπερά μυστικά. Πιο συγκεκριμένα πιστεύουν πως έχουν στην επιφάνειά τους τόνους διαμάντια, τα οποία κυριολεκτικά πέφτουν από τον ουρανό με τη μορφή βροχής.

Η εξαιρετικά υψηλή πίεση πιέζει το υδρογόνο και τον άνθρακα που βρίσκονται στο εσωτερικό αυτών των πλανητών για να σχηματίσουν συμπαγή διαμάντια που βυθίζονται αργά προς το εσωτερικό. Η λαμπερή βροχόπτωση υποτίθεται πως προκύπτει περίπου 5.000 μίλια κάτω από την επιφάνεια του Ουρανού και του Ποσειδώνα και δημιουργείται από μίγματα υδρογόνου και άνθρακα που υπάρχουν στου Γίγαντες πλανήτες. Οι εσωτερικοί χώροι αυτών των πλανητών είναι παρόμοιοι – και οι δύο περιέχουν συμπαγείς πυρήνες που περιβάλλονται από ένα πυκνό στρώμα διαφορετικών πάγων (ο όρος «πάγος» εδώ αναφέρεται σε μόρια υδρογόνου που συνδέονται με ελαφρύτερα στοιχεία, όπως ο άνθρακας, το οξυγόνο και / ή το άζωτο).

Οι ερευνητές προσομοίωσαν τις συνθήκες που πιστεύουν ότι υπάρχουν βαθιά μέσα στους πλανήτες – γείτονές μας, δημιουργώντας κύματα κλονισμού σε ένα πλαστικό δοκιμαστικό υλικό με έντονο οπτικό λέιζερ και απέδειξαν ότι η δημιουργία διαμαντιών είναι πραγματικά δυνατή. Το οπτικό λέιζερ που χρησιμοποιήθηκε στο πείραμα ονομάζεται Linac Coherent Light Source και το πείραμα διεξήχθη στο SLAC (National Accelerator Laboratory) του Stanford University. Το SLAC αποτελεί ένα από τα 10 εργαστήρια του Υπουργείου Ενέργειας (DOE) του Office of Science.

Στο πείραμα, οι επιστήμονες ήταν σε θέση να δουν ότι σχεδόν κάθε άτομο άνθρακα του αρχικού πλαστικού ενσωματώθηκε σε μικρές δομές διαμαντιού πλάτους μέχρι λίγων νανόμετρων (1nm = 0,000000001 m = 1×10-9 m). Σχετικά με τον Ουρανό και τον Ποσειδώνα, οι συγγραφείς της μελέτης προβλέπουν ότι τα διαμάντια που δημιουργούνται θα είναι πολύ μεγαλύτερα, ίσως και εκατομμύρια καράτια σε βάρος. Πιστεύουν επίσης ότι πιθανώς πάνω από χιλιάδες χρόνια, τα διαμάντια να βυθίζονται αργά μέσω των στρωμάτων πάγου των πλανητών και να ενσωματώνονται σε ένα παχύ στρώμα γύρω από τον πυρήνα.

Ο χωρος που βρισκεται το οργανο MEC (Matter in Extreme Condition) στο SLAC.      Image Credit: www6.slac.stanford.edu

Μετατρέποντας το πλαστικό σε διαμάντι

Στο πείραμα, το πλαστικό προσομοιώνει τις ενώσεις που σχηματίζονται από το μεθάνιο (CH4 ένα μόριο με μόνο ένα άτομο άνθρακα δεσμευμένο σε τέσσερα άτομα υδρογόνου). Η ομάδα μελέτησε ένα πλαστικό υλικό, το πολυστυρένιο, το οποίο είναι κατασκευασμένο από ένα μείγμα υδρογόνου και άνθρακα, βασικά συστατικά αυτών των πλανητών.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν οπτικό λέιζερ υψηλής ισχύος για να δημιουργήσουν ζεύγη κυμάτων κρούσης στο πλαστικό, με τον σωστό συνδυασμό θερμοκρασίας και πίεσης. Ο πρώτος κλονισμός είναι μικρότερος και πιο αργός και ξεπερνιέται από τον ισχυρότερο δεύτερο κλονισμό. Όταν τα κύματα κλονισμού επικαλύπτονται, αυτή είναι η στιγμή που σχηματίζονται τα περισσότερα διαμάντια, σύμφωνα με τα λεγόμενα του Κράους.

Κατά τη διάρκεια αυτών των στιγμών, η ομάδα εξέτασε την αντίδραση με παλμούς ακτίνων Χ από το LCLS (τη φωτεινότερη πηγή ακτίνων Χ στον κόσμο) που διαρκούν μόλις 50 femtoseconds (1 femtosecond = 1x10−15 s). Αυτό τους επέτρεψε να δουν τα μικρά διαμάντια που σχηματίζονται σε κλάσματα ενός δευτερολέπτου με μια τεχνική που ονομάζεται περίθλαση ακτίνων Χ femtosecond. Τα στιγμιότυπα ακτίνων Χ παρέχουν πληροφορίες σχετικά με το μέγεθος των διαμαντιών και τις λεπτομέρειες της χημικής αντίδρασης.

 

Φυσικά, ακόμα και αν υπάρχουν μαζικά «ντους» διαμαντιών στον Ποσειδώνα και τον Ουρανό, δεν υπάρχει εφικτός τρόπος για τους ανθρώπους να πάνε και να τα φέρουν. Προς το παρόν, η έρευνα εστιάζεται περισσότερο στο δυναμικό των τεχνητών νανοδιαμαντών που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε διάφορες εμπορικές και βιομηχανικές εφαρμογές.

 

 

Πηγές:

  • Article’s Image    “www6.slac.stanford.edu”
  • www6.slac.stanford.edu  άρθρο  “Scientists Create ‘Diamond Rain’ That Forms in the Interior of Icy Giant Planets”
  • bgr.com  άρθρο  “Diamond rain’ proven possible on Uranus and Neptune”
  • wikipedia.org
Go to Top