Чтобы превратить углерод в жидкость, нужны экстремальные условия — давление в сотни тысяч атмосфер и температура в тысячи градусов. Такие условия трудно создать в лаборатории, поэтому изучить жидкий углерод долгое время не удавалось.
Но группа ученых из Германии и Великобритании справилась с этой задачей, используя уникальное оборудование — Европейский рентгеновский лазер на свободных электронах (European XFEL), сообщает Nature. Этот лазер позволяет исследовать материалы на атомарном уровне, даже если они состоят из легких элементов вроде углерода, которые обычно плохо взаимодействуют с рентгеновским излучением.
Физики взяли образец стеклоуглерода, аморфного материала, напоминающего уголь, поместили его в установку и облучили двумя лазерами. Первый, мощный твердотельный лазер с диодной накачкой DiPOLE 100X, нагрел образец до экстремальных температур 7300 кельвинов и создал ударную волну, которая сжала его до давления в 160 гигапаскалей (примерно в 1,5 млн раз выше атмосферного). Второй, рентгеновский лазер на свободных электронах, сделал сверхкороткие «снимки» структуры вещества.
Оказалось, что в жидком состоянии углерод сохраняет необычную структуру — каждый атом окружен в среднем четырьмя другими атомами, примерно как в алмазе. Этот результат совпадает с ранее проведенными квантово-химическими расчетами.
Ранее Наука Mail рассказывала о новом исследовании, которое раскрывает невидимые процессы, происходящие на сотнях километров под поверхностью Земли.