为巨行星内部建模开辟了获取钻石的新途径

德国物理学家已经使用激光和塑料来模拟冰巨星深处的条件，并在此过程中找到了一种用碎片制造钻石的方法。

天王星和海王星是冰巨星，是主要由水、氨和甲烷组成的巨大行星。当它们深入肠道时，它们会承受巨大的压力。含碳的化合物转化为钻石，钻石在一种“雨”中脱落。这一过程早在 1970 年代就已预测，几年前 Dominik Kraus 和他的合著者使用由超强激光脉冲产生的冲击波压缩碳氢化合物聚苯乙烯样品时在实验室中得到了证明。

然而，在重现冰巨星内部存在的条件时，科学家们错过了那里存在的一个重要成分：氧气。因此，在他们的新工作中，Dominik Kraus 和他的同事们来自研究中心。Helmholtz Dresden-Rossendorf 对含有适当比例的碳、氢和氧的PET塑料进行了类似的实验。他们的结果发表在《科学进展》杂志上的一篇文章中。

和以前一样，科学家们使用了美国实验室 SLAC 的 LCLS X 射线激光器。它的脉冲立即将样品加热到 6000 °C，产生冲击波。干扰，这些波产生了高达 125 GPa 的极高压力区域，如在冰巨星的深处，钻石晶体在其中形成。物理学家使用小角度 X 射线散射技术观察它们。正如科学家所预料的那样，PET 的使用确实使钻石更容易出现并增加其数量。一个脉冲足以产生数十亿个微小的晶体。这使得证实冰巨星体内“钻石雨”的假说成为可能。

该过程的副产品是超离子相中的水冰。这种冰的晶格是由氧原子形成的，而氢离子可以沿着它自由移动。这使得超离子冰成为一种出色的导体，因此它能够参与全球冰巨磁场的形成。科学家们认为，同样的方法不仅对科学研究有用，而且在实践中也有用：从塑料废料中获取钻石。

事实上，PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）是业内最受欢迎的聚合物之一，例如用于制造塑料瓶和食品容器。所有这些卷都不太可能变成钻石，也没有必要这样做。然而，PET 可以作为小钻石的廉价来源，用于许多实际应用，例如生产研磨和抛光材料、量子传感器等。