Trong điều kiện khắc nghiệt, vàng sắp xếp lại các nguyên tử của nó và tạo thành một cấu trúc chưa từng được biết đến trước đây. Và khi áp lực được đẩy lên tương đương với những người ở trung tâm Trái đất, vàng thậm chí còn kỳ lạ hơn.
Phát hiện này xuất phát từ một nghiên cứu mới, trong đó các nhà nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore (LLNL) và Viện khoa học Carnegie đã thực hành thuật giả kim thế kỷ 21 của họ tại Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne ở Illinois. Sử dụng tia laser năng lượng cao, họ nung nóng vàng đến nhiệt độ cực cao và nén nó đến áp suất cao như những gì được tìm thấy ở trung tâm Trái đất.
Cụ thể hơn, họ đặt một miếng nhựa nhỏ trước một khối vàng và sau đó bắn tia laser năng lượng cao qua nhựa, "về cơ bản gây ra vụ nổ gửi nhựa một chiều và sóng xung kích theo hướng ngược lại", ông nói. tác giả chính Richard Briggs, một nhà khoa học sau tiến sĩ tại LLNL.
Những sóng xung kích đó chạm vào vàng và khiến nó bị nén và nóng lên cực kỳ nhanh chóng, trong vòng vài nano giây. Sau đó, họ đánh vào vàng bằng tia X và phát hiện nơi tia X bật ra để tìm ra cấu trúc của nó. Đây là "lần đầu tiên chúng tôi có thể đạt được điều kiện áp suất và nhiệt độ cao như vậy và nhìn chúng cùng lúc bằng tia X", Briggs nói với Live Science. Những gì họ thấy là "chắc chắn là một bất ngờ."
Vàng thường tạo thành một cấu trúc tinh thể mà các nhà khoa học vật liệu gọi là khối lập phương tâm diện (fcc). Hãy tưởng tượng một khối như một cái chết. Các nguyên tử sẽ ngồi trên mỗi góc và mỗi khuôn mặt, Briggs nói. Nhưng hầu hết các thí nghiệm được thực hiện trên vàng đều liên quan đến việc nén nó từ từ và ở nhiệt độ phòng, ông nói thêm.
Bởi vì nó rất hợp với cấu trúc hình khối tập trung vào mặt này, vàng đã được sử dụng như một loại "tiêu chuẩn" trong các thí nghiệm áp suất cao để tính áp suất, Briggs nói. Nhưng khi Briggs và nhóm của mình nhanh chóng nén vàng ở nhiệt độ cao, nó đã hình thành nên cấu trúc được gọi là cấu trúc khối (bcc) tập trung vào cơ thể. Cấu trúc mở hơn này gói các nguyên tử vào một không gian theo cách kém hiệu quả hơn, điều đó có nghĩa là vàng không thích ở dạng này, ông nói. Nếu bạn tưởng tượng cái chết một lần nữa, nó sẽ như thể các nguyên tử ngồi trên mỗi góc, chỉ có một nguyên tử ở giữa.
Phát hiện rằng vàng có thể hình thành cấu trúc mới này có thể thay đổi cách các nhà khoa học sử dụng nguyên tố này làm tiêu chuẩn trong các thí nghiệm áp suất cao, Briggs nói.
Các nhà nghiên cứu cho biết, cấu trúc của vàng bắt đầu thay đổi từ fcc sang bcc vào khoảng 220 gigapascals (GPa), gấp 2,2 triệu lần áp suất khí quyển của hành tinh chúng ta, các nhà nghiên cứu cho biết trong một tuyên bố. Hơn nữa, khi các nhà nghiên cứu nén vàng vượt quá 250 GPa đến áp suất tương đương với lượng vàng được tìm thấy ở trung tâm Trái đất (khoảng 330 GPa), nó đã tan chảy.
Những phát hiện được công bố vào ngày 24 tháng 7 trên tạp chí Vật lý Đánh giá.
