Ученые давно предполагали, что в космосе алмаз не такой редкий камень, как на Земле. Более того, на некоторых планетах Солнечной системы даже идут алмазные дожди. Речь идет о так называемых ледяных гигантах, таких как таких как Нептун, Сатурн и Уран. Предположительно алмазы при определенных условиях образуются в атмосфере, и затем выпадают на поверхность.

Однако доказательств этому никаких нет. Выяснить, действительно ли существуют алмазные дожди на этих планетах, можно только одним способом — отправить космический аппарат к одной из них, но это дорого и долго. Также можно получить косвенное подтверждение тому, создав подобные условия на Земле, и посмотреть, образуется ли камень. Именно так ученые и поступили.

Ученые создали алмазы из пластика при помощи мощного лазера

Как создали алмазы в лабораторных условиях

Чтобы выяснить, могут ли образовываться алмазы на Нептуне, Уране и Сатурне, ученые использовали лист пластика ПЭТ (полиэтилентерефталата). Этот материал каждому из нас хорошо известен, так как из него делают пластиковые бутылки и упаковки для продуктов. Также в эксперименте использовали самый мощный на Земле рентгеновский лазер, которым оборудована Национальная ускорительная лаборатория SLAC. Лазер способен разогревать материалы до 6000 градусов по Цельсию.

Почему для эксперимента использовали именно пластик ПЭТ? По мнению ученых, он обладает оптимальным соотношением углерода, водорода и кислорода. Через лист пластика исследователи пропустили луч лазера, что привело не только к мгновенному его разогреву, но и возникновению высокого давления, во много раз превышающее земное.

Для создания алмазов ученые использовали ПЭТ пластик

Затем авторы использовала два различных метода визуализации, чтобы выяснить, что происходит с пластиком. В результате были обнаружены алмазы, а точнее, наноалмазы с плотностью до 3,87 г/см3. По словам руководителя исследования, Доминика Крауса, это произошло по той причине, что высокая температура ускорила процесс расщепление углерода и водорода. Атомы этих элементов соединялись и образовывали минералы.

Что такое наноалмазы? Как несложно догадаться, это очень маленькие алмазы, размер которых составляет всего несколько нанометров, то есть миллиардные доли метра.

Ученые обнаружили новую форму воды?

Эксперимент показал не только то, что в определенных условиях пластик можно превратить в алмазы, но и возможное существование экзотического состояния воды при экстремально высоком давлении. Такое состояние называется суперионным водяным льдом, который, очевидно, существует на ледяных планетах.

Исследование показало, что на Сатурне и других ледяных гигантах может идти дождь из алмазов

В этой форме воды протоны могут свободно двигаться сквозь решетку атомов кислорода. По словам авторов работы, наличие такой воды на Уране и Нептуне объясняет их специфические магнитные поля. Они, возможно, вызваны движением протонов сквозь экзотический тип материи.

Надо сказать, что данное исследование, опубликованное в журнале Science Advances опровергает полученные ранее расчеты, согласно которым предполагалось, что атомы углерода, находящиеся в недрах ледяных планет, делают суперионную воду крайне нестабильной. Эксперименты показали, что углерод и вода образуют алмазы.

Алмазы теперь обесценятся?

Алмаз на Земле является редким, а потому дорогим драгоценным камнем. Однако на других планетах, как мы видим, они могут быть обычными камнями, которые можно найти повсюду. Вполне возможно даже, что ядра планет окружают толстые слои алмазов. Так ли это на самом деле, удастся узнать только после того, как зонд посетит одну из ледяных планет.

Производство наноалмазов теперь может упроститься

Надо сказать, что открытый учеными процесс возникновения алмазов может быть достаточно распространенным. Но самое главное, что его можно использовать в земных целях. Наноалмазы нашли применение в промышленных абразивах и полировальных пастах. Кроме того, они необходимы для создания квантовых датчиков. Ранее для создания наноалмазов приходилось взрывать более крупные алмазы взрывчаткой.

Новый способ более чистый и экологичный, но это, конечно, не значит, что теперь можно искусственно создавать бриллианты, в результате чего они обесценятся. Речь лишь об алмазной крошке. Большие алмазы таком способом получить не получится.

источник