まったく新しい形のゴールドが誕生

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極端な条件下では、金はその原子を再配置し、以前は未知であった構造を形成します。そして、圧力が地球の中心にあるものと同等に押しやられたとき、金はさらに奇妙になりました。

この発見は、ローレンスリバモア国立研究所(LLNL)とカーネギー科学研究所の研究者がイリノイ州のアルゴンヌ国立研究所で21世紀の錬金術を実践した新しい研究から得られました。彼らは高エネルギーレーザーを使用して、金を極端な温度まで加熱し、地球の中心で見られるものと同じくらい高い圧力まで金を圧縮しました。

具体的には、金の塊の前に小さなプラスチック片を置き、プラスチックを通して高エネルギーレーザーを放ちました。これにより、「基本的には、プラスチックを一方向に送り、反対方向に衝撃波を送る爆発が発生します」 LLNLのポスドク科学者である主執筆者Richard Briggs。

これらの衝撃波は金に当たり、ナノ秒以内に非常に急速に圧縮および加熱されました。次に、金にX線を当てて、X線が跳ね返った場所を検出し、その構造を解明しました。ブリッグス氏はライブサイエンス紙に、「このような高圧高温条件に到達し、同時にX線を使ってそれらを観察することができたのは初めて」と語った。彼らが見たのは「確かに驚き」でした。

金は通常、材料科学者が面心立方(fcc)と呼ぶ結晶構造を形成します。ダイのような立方体を想像してみてください。ブリッグス氏によると、原子はそれぞれの角と面に座っているという。しかし、金で行われたほとんどの実験は、それをゆっくりと室温で圧縮することを含んでいたと彼は付け加えた。

金はこの面心立方構造を非常に忠実に形成するため、圧力を計算するための高圧実験では一種の「標準」として金が使用されているとブリッグス氏は語った。しかし、ブリッグスと彼のチームが金を高温で急速に圧縮すると、それはいわゆる体心立方(bcc)構造を形成しました。このよりオープンな構造は、原子をより効率の悪い方法で空間に詰め込みます。つまり、金はこの形になりたくないのです。ダイをもう一度想像すると、原子が各コーナーにあり、中央に原子が1つだけあるようになります。

金がこの新しい構造を形成できるという発見は、科学者が高圧実験における標準として元素を使用する方法を変えるかもしれないとブリッグスは言いました。

研究チームは声明で、チームは金の構造が約220ギガパスカル(GPa)でfccからbccに変化し始めたことを発見しました。さらに、研究者が金を250 GPaを超えて地球の中心で見られるのと同等の圧力(約330 GPa)に圧縮すると、金は溶けました。

調査結果はジャーナルPhysical Review Lettersで7月24日に公開されました。

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