Физики зафиксировали необычную перестройку атомной структуры золота под давлением в 10 млн атмосфер

Группа американских учёных впервые получила прямые экспериментальные данные о том, как ведёт себя золото при экстремальном давлении порядка 10 миллионов атмосфер. Исследование проведено на мощных лазерных установках и опубликовано в международном научном журнале по физике Physical Review Letters.

Эксперимент был выполнен в Ливерморской национальной лаборатории (LLNL) с использованием лазерных комплексов NIF и OMEGA EP. Короткие и сверхмощные лазерные импульсы позволили создать давление, значительно превышающее показатели в центре Земли, при этом сам образец золота оставался твёрдым и не разрушался от нагрева. Его атомную структуру фиксировали в сверхкороткие моменты времени — фактически «замораживая» состояние вещества.

Главный результат оказался неожиданным: при достижении критического уровня давления золото не просто сохраняет устойчивость, как предполагалось ранее, а начинает менять тип кристаллической решётки. Около половины атомов переходят в другую пространственную конфигурацию, и внутри материала одновременно существуют две структуры — исходная и преобразованная.

По словам исследователей, это первый случай, когда удалось напрямую наблюдать такое сосуществование фаз в металле при подобных нагрузках, что ранее оставалось только предметом теоретических моделей.

Учёные также отмечают, что традиционные методы получения сверхвысокого давления — например, алмазные наковальни — не способны выйти на подобный уровень, а ударные технологии не позволяют получить достаточно чёткую картину происходящих процессов.

Хотя практического применения для ювелирной или промышленной сферы здесь нет, открытие важно для фундаментальной науки: оно помогает уточнить поведение вещества в экстремальных условиях, близких к тем, что существуют внутри планет-гигантов, и улучшает модели высоких давлений, используемые в физике материалов.