貴重な雨：巨大な氷の惑星に「空からダイヤモンドが降る」

巨大な氷の惑星では、私たちが想像しているよりも頻繁に、かなり貴重な雨が降ります。水自体はもともととても貴重なもので、もちろん命あるものはすべて水に依存していますが、 「ダイヤモンドの雨」を想像したことがありますか？

さて、スタンフォード線形加速センター (SLAC)の研究者らは、酸素がこの珍しいものと考えられているが、巨大な氷の惑星では一般的に起こる降水量を増加させることを発見し、地球上でナノダイヤモンドを作る新しい方法を明らかにしました。

研究者らが氷の巨人、海王星と天王星の深部で自然に見られる外部の温度と圧力を模倣した実験を通じて、「ダイヤモンドの雨」を初めて観察することができた。

実施された研究は、この「ダイヤモンドの雨」が他の惑星でどのように形成されるかについてのより完全な全体像を提供し、同時に、ここ地球上で薬物送達やセンサーにさまざまな用途を持つナノダイヤモンドを製造する新しい方法がどのように存在するかについても明らかにした。 、非侵襲的手術、持続可能な製造、量子エレクトロニクス。

SLAC の高エネルギー密度部門のディレクターであるジークフリート・グレンツァー氏によると、以前の研究ではあらゆる混合物からダイヤモンドが形成されることが直接観察され、それ以来、さまざまな純粋な材料を使用した多くの実験が行われてきました。しかし、科学者は、惑星内ではより多くの化学物質が混合されているため、これはさらに複雑で複雑であると報告しており、これらの追加の化学物質がどのような影響を与えるのかを彼らが知りたいと思っていることです。

ドレスデン・ロッセンドルフ・ヘルムホルツツェントルム（HZDR） 、のロストック大学、のエコール・ポリテクニックが率いるチームは、SLACと協力して、新しい研究の結果をScience Advancesに発表した。以下をチェックしてください。

これまで研究者らは、水素と炭素（海王星と天王星の一般的な化学組成の主要成分）の混合物から作られたプラスチック材料を使用していた。しかし、氷の巨人は炭素と水素に加えて、酸素などの他の元素も持っています。

最近、科学者は食品の包装、ボトル、容器に広く使用されているPET プラスチックを選択しました。その目的は、氷の惑星の構成をより正確に再現することでした。

HZDR の物理学者ドミニク・クラウス氏は、PET は炭素、水素、酸素のバランスが良好であるため、氷の惑星での活動をシミュレートするために使用されたと述べました。

SLAC のリニアック コヒーレント光源 (LCLS) の極限状態物質 (MEC) 装置で高出力光学レーザーを使用して PET 内に衝撃波を生成し、研究者らは X 線パルスを使用してプラスチック内で何が起こったかを調査しました。 。

X線回折と呼ばれる方法を使用して、科学者たちはプラスチック材料の原子がダイヤモンドの小さな領域に再配列することを観察し、また、小角散乱と呼ばれる別の方法によってこれらの領域がどれだけ早く大きく成長するかを測定することもできました。以前にテストされました。

最も驚くべき結果は、これらのダイヤモンド領域が数ナノメートルの幅まで成長し、材料中に酸素が存在すると、これまで知られていたよりも低い圧力と温度でナノダイヤモンドが成長できることが判明したことです。

科学者らは理論上、氷の巨人が太陽系外の惑星の最も一般的な形態であると信じているため、この新たな発見は、遠方の銀河にある惑星についての私たちの理解に影響を与える可能性がある。

地球の核は主に鉄でできていることが知られていますが、SLACの科学者で共同研究者であるシルビア・パンドルフィ氏が報告しているように、軽い元素の存在が核融合や相転移の条件をどのように変えることができるかについては、今でも多くの実験が研究されています。

科学者はさらに次のように付け加えています。「私たちの実験は、これらの元素が氷の巨人の中でダイヤモンドが形成される条件をどのように変えることができるかを示しています。惑星を正確にモデル化したい場合は、惑星の内部の実際の構成にできるだけ近づける必要があります。 」