С тех пор случаи lonsdaleite и алмазов размера миллимикрона предполагались, чтобы служить маркером для воздействий метеорита, также будучи связанный с Тунгусским взрывом в России, кратером Ries в Германии, Младшим событием Dryas в местах через Северную Америку и больше.Это предполагалось, что lonsdaleite формируется, когда имеющие графит метеоры ударяют Землю. Сильное воздействие вырабатывает невероятное тепло и давление, преобразовывая графит в алмаз, сохраняя оригинальную шестиугольную структуру графита.
Однако несмотря на многочисленные теоретические и ограниченные экспериментальные исследования, ключевые вопросы остались нерешенными для кратковременной окружающей среды с высоким давлением, относящейся к воздействиям метеора, особенно структурное государство немедленно после транзита шока, включенные временные рамки и влияние прозрачной ориентации.В новой работе, опубликованной по своей природе, Коммуникации, команда исследователей, включая ученых из Ливерморской национальной лаборатории (LLNL), обеспечивают новое понимание процесса вызванного шоком перехода от графита до алмаза и исключительно решают динамику фазового перехода.
Эксперименты показывают беспрецедентные измерения дифракции рентгена на месте динамического алмазного формирования на временных рамках наносекунды сжатием шока графита, начинающегося при давлениях выше 0,5 Мбар (1 Мбар = 1 миллион атмосфер). Команда наблюдала прямое формирование lonsdaleite выше 1,7 Мбар, впервые решая процесс, который был предложен, чтобы объяснить главное естественное возникновение этой кристаллической структуры, являющейся близко к местам воздействия метеора.«Из-за трудностей при создании lonsdaleite при статических условиях, полное существование этой кристаллической структуры по своей природе было недавно подвергнуто сомнению», сказал ведущий автор Доминик Краус.
Краус провел это исследование, работая Калифорнийским университетом, Беркли, Физическим факультетом postdoc расположенный в управлении NIF & Photon Science LLNL. Он теперь служит Гельмгольцем Молодой лидер группы Следователя в Дрездене-Rossendorf Гельмгольца-Центрума в Германии.
«Однако статические эксперименты не могут подражать быстрой динамике, такой как те на сильных событиях воздействия метеора», сказал он. «Здесь мы показываем, что можем действительно создать lonsdaleite структуру во время динамических событий с высоким давлением. Это интересно для моделирования динамических переходов фазы в целом, но также и показывает, что найденный в природе lonsdaleite мог действительно служить маркером для сильных воздействий метеора».Эксперименты проводились в Вопросе при Чрезвычайных Условиях (MEC) экспериментальная область в Linac Coherent Light Source (LCLS) в Национальной ускорительной лаборатории SLAC в Стэнфорде.
Образцы графита были сжаты шоком к давлениям до 2 миллионов атмосфер (2 Мбар), чтобы вызвать структурные переходы от графита до алмаза и lonsdaleite. Фазовые переходы в образцах с высоким давлением были исследованы со сверхбыстрым (фемтосекунда) импульсы рентгена, созданные LCLS.
Согласно Kraus, это было самым первым измерением структуры на месте вызванного шоком графита к алмазному переходу. Перед этими экспериментами, всеми заключениями относительно этого структурного перехода, где базирующийся от материала, который был восстановлен после применения двигателя шока или динамических измерений макроскопических количеств, таких как плотность и давление.«Вы не разбогатеете из наших экспериментов, но у вызванного шоком перехода от графита до алмаза уже есть важные приложения промышленности», сказал он. «Например, алмазы размера миллимикрона для прекрасной полировки материалов созданы взрывом имеющих углерод взрывчатых веществ. Эти взрывы, как правило, производят давления до ~0.5 Мбар, чуть выше порога алмазного формирования.
Здесь мы показываем, что выше 2 Мбар, lonsdaleite структура может быть произведена в очень чистой форме. Так как чистый lonsdaleite, предположительно, еще более тверд, чем алмаз, это – очень интересные и другие группы, теперь пытаются возвратить эти образцы после эксперимента».