Рекордно высокое давление "выжимает" тайны из некоторых видов материи
Баку, 28 августа, АЗЕРТАДЖ
Международная группа ученых, в состав которой вошли ученые из Бейрутского университета и германской исследовательской организации Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY), создала статическое давление, имеющее самое высокое значение из когда-либо создаваемых в лабораторных условиях. Используя специальную установку, ученые исследовали поведение и свойства металлического осмия при давлении 770 гигапаскалей, что в два раза превышает давление в центре ядра Земли и что на 130 гигапаскалей выше предыдущего мирового рекорда, установленного в прошлом этой же научной группой. В ходе экспериментов ученые выяснили удивительный факт, заключающийся в том, что кристаллическая структура осмия, в отличие от многих других материалов, не изменяется даже при самом высоком давлении, но электроны при этом сближаются на столь малую дистанцию, что они начинают взаимодействовать друг с другом.
Результаты этих исследований имеют важное значение для понимания физических и химических свойств сильно сжатой материи. Это, в свою очередь, прольет свет на тонкости некоторых процессов, происходящих внутри материалов огромных и тяжелых конструкций, где также в некоторых точках могут возникать давления подобного порядка. Кроме этого, исследования сжатых материалов позволят разработать научные установки, в которых будут воспроизводиться чрезвычайные условия, присутствующие в недрах гигантских планет и звезд, сообщает АЗЕРТАДЖ со ссылкой на DailyTexinfo.
Металлический осмий (Os) является одним из уникальных химических элементов, самым плотным материалом, в котором заключено самое большое количество связанной внутренней энергии, имеющим высокую температуру плавления и очень высокую степень прочности, твердость, которая приблизительно соответствует степени прочности алмаза. Из-за его высокой твердости осмий используется во множестве сплавов, применяемых для изготовления электрических контактов, износоустойчивых деталей механизмов и многого другого.
Под влиянием высокого давления объем элементарной ячейки кристаллической структуры осмия уменьшается, а рентгеновская дифракционная съемка позволила увидеть некоторые аномалии, возникающие в ходе этого процесса. Обычно изменения свойств материалов под давлением связаны с изменениями конфигурации внешних (валентных) электронов атомов. Но в случае осмия источниками аномалий стали взаимодействия между внутренними (основными) электронами атомов, что подтверждает некоторые из существующих теорий. "Наша работа демонстрирует, что сверхвысокое статическое давление может побудить к взаимодействию не только внешние, но и внутренние электроны атомов" - объясняет Леонид Дубровинский, - "И самым интересным является то, что такой эффект возникает только в таких твердых несжимаемых металлах, как осмий. Это открывает нам захватывающие возможности для поиска и исследований новых состояний материи, на базе которых можно будет разработать целую массу новых уникальных технологий".
Другие новости раздела
