Diamant bleibt kristallin<\/p>\n
Um den \u00dcbergang zum fl\u00fcssigen Kohlenstoff direkt zu verfolgen, kombinierten die Forscher Geschwindigkeitsmessungen, Pyrometrie zur Temperaturbestimmung und R\u00f6ntgenbeugung, die die atomare Ordnung des Materials sichtbar macht. So konnten sie Druck, Temperatur, optische Eigenschaften und Kristallstruktur w\u00e4hrend derselben kurzen Kompression erfassen.<\/p>\n
\u201eDies war das erste Mal, dass sto\u00dfkomprimierter Diamant mit R\u00f6ntgenbeugung bis zum Schmelzen untersucht wurde. Diese Messungen sind extrem schwierig, weil Kohlenstoff ein kleines und leichtes Atom ist. Es streut nur sehr wenige R\u00f6ntgenstrahlen, deshalb war das Signal, das wir messen mussten, ziemlich schwach\u201c, sagt Marius Millot.<\/p>\n
Solange die geschockte Probe ein auswertbares Beugungssignal lieferte, entsprach es der kubischen Diamantstruktur, doch bei 1.210 Gigapascal waren keine Beugungslinien der geschockten Probe mehr zu erkennen. Zusammen mit Ver\u00e4nderungen von Temperatur und Reflexionsverm\u00f6gen wertet das Team dies als starken Hinweis auf das Schmelzen, w\u00e4hrend eine BC8-Zwischenphase bei der einfachen Sto\u00dfkompression nicht beobachtet wurde.\n<\/p>\n
Schmelzpunkt r\u00fcckt zur Theorie<\/p>\n
Die neuen Daten verorten den Schmelz\u00fcbergang nahe 7.300 Kelvin, wobei die Schmelztemperatur in diesem Druckbereich laut der Studie mit steigendem Druck leicht abnimmt. Vor allem stimmt die neue Messung deutlich besser mit quantenmechanischen Simulationen \u00fcberein und beseitigt damit die bisherige Abweichung zwischen Experiment und Theorie.\n<\/p>\n
\u201eEs war zwar frustrierend festzustellen, dass unsere urspr\u00fcnglichen Temperaturmessungen um mehr als 1.000 Grad danebenlagen, aber es ist spannend, eine so dramatische Verbesserung der Datenqualit\u00e4t mit unseren neuen Diagnoseverfahren zu sehen. Noch besser ist, dass unsere urspr\u00fcngliche Schlussfolgerung zum Schmelzen nun direkt durch R\u00f6ntgenbeugung best\u00e4tigt wurde\u201c, sagt Jon H. Eggert vom Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL).<\/p>\n
Dass die erwartete BC8-Struktur ausblieb, widerspricht nicht zwingend ihrer theoretischen Stabilit\u00e4t bei sehr hohem Druck. Nach der Interpretation des Teams k\u00f6nnte die extrem kurze Belastung entscheidend sein, weil bei einem einzelnen Sto\u00df offenbar zu wenig Zeit f\u00fcr die Umordnung des Kristallgitters bleibt, bevor der Diamant schmilzt. Das Verhalten h\u00e4ngt damit m\u00f6glicherweise auch vom zeitlichen Verlauf der Kompression ab.\n<\/p>\n
Folgen f\u00fcr Fusion und Eisriesen<\/p>\n