承受5倍于地核压力的碳打破了晶体形成的纪录

图说 艺术家描绘的碳含量丰富的系外行星Cancri e 55。 在实验室环境下，进行的实验第一次达到了与了解这些系外行星内部的碳结构相关的极端压力。

碳是宇宙中第四丰富的元素，是所有已知生命的组成基石，也是富含碳的系外行星内部的一种物质。

科学家几十年的深入研究，碳的晶体结构对其性质有着重要影响。 除了石墨和钻石这两种在环境压力下最常见的碳结构外，科学家还预测了几种在压力超过1，000GPa时可能发现的新的碳结构。 这些压力大约是地球核心压力的2.5倍，与模拟系外行星内部有关，但在实验室中无法实现。

也就是说，直到现在，透过国家点燃实验设施 （National Ignition Facility），由牛津大学领导的一个国际研究小组成功量测了压力达到2，000 GPa（地核压力的5倍）时的碳，几乎是直接探测晶体结构的最大压力的两倍。 该成果也发表于Nature期刊。

物理学家Amy Jenei说，令人惊讶的是，在这些条件下，碳不会转化为任何预测的相，而是在最高压力下仍保持钻石结构，远远超出其预测的稳定性，证实了钻石中分子键的在巨大压力下仍然存在的预测。 这导致了巨大的能量屏障，阻碍了向其他碳结构的转化。
Amy Jenei说，大自然是否找到了一种方法来克服在系外行星内部形成预测相的高能障碍，这仍然是一个悬而未决的问题。 使用另一种压缩途径或从原子结构的碳的同素异形体开始的进一步量测将提供进一步的见解。

（编译/吴典谚）

数据来源：phys.org

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