Thomas Dalton
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In condizioni estreme, l'oro riorganizza i suoi atomi e forma una struttura precedentemente sconosciuta. E quando le pressioni furono portate all'equivalente di quelle al centro della Terra, l'oro divenne ancora più strano.
La scoperta proviene da un nuovo studio in cui i ricercatori del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) e della Carnegie Institution for Science hanno praticato la loro alchimia del 21 ° secolo presso l'Argonne National Laboratory in Illinois. Usando un laser ad alta energia, hanno riscaldato l'oro a temperature estreme e l'hanno compresso a pressioni alte come quelle trovate al centro della Terra.
Più specificamente, hanno messo un piccolo pezzo di plastica davanti a un pezzo d'oro e poi hanno sparato un laser ad alta energia attraverso la plastica, che "fondamentalmente provoca un'esplosione che invia la plastica in un senso e le onde d'urto nella direzione opposta", ha detto l'autore principale Richard Briggs, uno scienziato post-dottorato presso LLNL. [Gli 8 più grandi misteri della Terra]
Quelle onde d'urto hanno colpito l'oro e l'hanno fatto comprimere e riscaldarsi molto rapidamente, in nanosecondi. Hanno quindi colpito l'oro con i raggi X e hanno rilevato dove i raggi X sono rimbalzati per capire la sua struttura. Questa è "la prima volta che siamo stati in grado di raggiungere condizioni di pressione e temperatura così elevate e di osservarle allo stesso tempo usando i raggi X", ha detto Briggs. Quello che hanno visto è stata "sicuramente una sorpresa".
L'oro di solito forma una struttura cristallina che gli scienziati dei materiali chiamano cubica centrata sulla faccia (fcc). Immagina un cubo come un dado. Gli atomi si sarebbero seduti su ogni angolo e su ogni faccia, ha detto Briggs. Ma la maggior parte degli esperimenti condotti sull'oro hanno comportato la sua compressione lentamente ea temperatura ambiente, ha aggiunto.
Poiché forma così fedelmente questa struttura cubica centrata sulla faccia, l'oro è stato usato come una sorta di "standard" negli esperimenti ad alta pressione per calcolare la pressione, ha detto Briggs. Ma quando Briggs e il suo team hanno rapidamente compresso l'oro ad alte temperature, si è formato quella che viene chiamata struttura cubica centrata sul corpo (bcc). Questa struttura più aperta racchiude gli atomi in uno spazio in un modo meno efficiente, il che significa che l'oro non preferisce essere in questa forma, ha detto. Se dovessi immaginare di nuovo il dado, sarebbe come se gli atomi si trovassero su ogni angolo, con un solo atomo nel mezzo.
La scoperta che l'oro può formare questa nuova struttura potrebbe cambiare il modo in cui gli scienziati usano l'elemento come standard negli esperimenti ad alta pressione, ha detto Briggs.
Il team ha scoperto che la struttura dell'oro ha iniziato a cambiare da fcc a bcc a circa 220 gigapascal (GPa), che è 2,2 milioni di volte la pressione atmosferica del nostro pianeta, hanno detto i ricercatori in una nota. Inoltre, quando i ricercatori hanno compresso l'oro oltre 250 GPa a pressioni equivalenti a quella trovata al centro della Terra (circa 330 GPa), si è sciolto.
I risultati sono stati pubblicati il 24 luglio sulla rivista Physical Review Letters.
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