Открита е изцяло нова структура на златото

Накратко: Изследователи откриха, че при екстремни температури и налягане, подобни на тези в ядрото на Земята, златото пренарежда атомите си в нова кубична обемноцентрирана структура. Промяната от стандартната кристална решетка към по-отворена форма е наблюдавана чрез използването на високоенергийни лазери и рентгенови лъчи.
За да разберат структурата на златото при екстремни условия, учените облъчили златото с рентгенови лъчи и засекли къде се отблъскват (сигналите за различните структури може да се видят на снимката). Източник на снимката: © Lawrence Livermore National Laboratory
За да разберат структурата на златото при екстремни условия, учените облъчили златото с рентгенови лъчи и засекли къде се отблъскват (сигналите за различните структури може да се видят на снимката). Източник на снимката: © Lawrence Livermore National Laboratory

При екстремни условия златото пренарежда своите атоми в изцяло нова, непозната досега структура. А при използване на степен на налягане, близка до тази в земното ядро, златото става още по-странно.

Откритието се дължи на ново проучване, при което изследователите от Национална лаборатория Лорънс Ливърмор (LLNL) и Института Карнеги упражнявали съвременната си алхимия в Национална лаборатория в Аргон, Илинойс. Използвайки високоенергиен лазер, те нажежили златото до екстремни температури и го подложили на налягане съизмеримо с наляганията в центъра на Земята.

По-конкретно, те поставили малко парченце пластмаса пред къс злато и тогава изстреляли високоенергийния лазер към пластмасата. Това „в общи линии предизвиква експлозия, която изпраща пластмасата в една посока и енергийни вълни в обратната“, обясни водещият автор Ричард Бригс, дипломиран докторант, работещ в LLNL.

Тези ударни вълни удрят златото и причиняват изключително бързото му свиване и нагорещяване в рамките на само няколко наносекунди. След това облъчват златото с рентгенови лъчи и засичат на кои места биват отблъсквани, за да разберат каква е структурата му след тези въздействия. Това е „първият път, в който сме успели да достигнем условия на толкова високи налягане и температура, както и да наблюдаваме след това с помощта на рентгенови лъчи“, казва Бригс. Това, което са наблюдавали учените, е „изненадващо със сигурност“.

„Златото обикновено образува кристална структура, която учените наричат кубична стенноцентрирана решетка (face-centered cubic или fcc). Представете си кубче като зарче. Атомите биха представлявали всеки ъгъл и всяка страна – казва още Бригс – Но повечето експерименти, извършвани при злато, включват бавно повишаване на налягането при стайна температура“.

„Заради обичайното подреждане в тази кубична структура, златато е използвано като един вид стандарт при експерименти за изчисляване на налягането“, допълва още Бригс. Но когато той и екипът му бързо подложили златото на високи температури и налягане, то сформирало кубична обемноцентрирана решетка (body-centered cubic или bcc). Тази по-отворена структура събира атомите в пространството в по-малко ефективна структура, което означава, че на златото тази форма не му харесва. Ако отново си представите кубче, то атомите ще стоят във всеки от ъглите му и само един ще остане в средата.

По думите на Бригс, откритието, че златото може да образува тази нова структура, може да промени начинa, по който учените използват елемента като стандарт при експерименти с високо налягане.

Екипът е открил, че структурата на златото започва да се променя от стенноцентрична към обемноцентрична при около 220 гигапаскала (GPa), което е 2,2 милиона пъти по-високо от атмосферното налягане, както беше описано в тяхно изявление. Също така, когато учените подложили златото на налягане от над 250 GРа до налягания близки или дори равни на тези в центъра на Земята (около 330 GPa), златото се стопило.

Откритията са публикувани на 24 юли в списание Physical Review Letters.

 

Превод: Славина Иванова

Източник: Live Science

Живейте по-добре с наука!

  • Развийте критично мислене и изградете защита срещу дезинформация.

  • Придобийте ключови умения за по-добър живот с нашите курсове във формат текст, видео и аудио.

  • Открийте новостите и иновациите в медицината.

  • Само 3 минути дневно са достатъчни, за да трансформирате живота си!

  • Всеки месец ви очаква нов брой с увлекателни статии по биология, космос, технологии, история, медицина и много други.

Изживейте науката навсякъде и по всяко време, като я четете на най-удобното за вас устройство.

 
Годишен абонамент
ВИЖ ПОВЕЧЕ
  • Безкрайно знание - списание, видеа, аудио, книги и т.н.
  • Достъп от всякъде
  • Социална мрежа за знание с хора като вас.

Създадохме платформа, която предлага курсове и ръководства, насочени към решаването на житейски предизвикателства чрез научно обосновани методи. Тя не само подпомага личностното развитие, но и предоставя ценни знания за водене на по-здравословен, успешен и пълноценен живот. Благодарение на научния подход, потребителите ще имат възможност да подобрят своето благосъстояние и да постигнат по-високо качество на живот.

БГ Наука
Powered by  GDPR Cookie Compliance
Правила на поверителност

Използваме „бисквитки“, за да персонализираме съдържанието и рекламите, да предоставяме функции на социални медии и да анализираме трафика си. Също така споделяме информация за начина, по който използвате сайта ни, с партньорските си социални медии, рекламните си партньори и партньори за анализ.

Можете да коригирате всички настройки на „бисквитките“, като отворите разделите вляво.