地球大气压强220万倍的极端状态下,科学家发现黄金的新结构

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地球大气压强220万倍的极端状态下,科学家发现黄金的新结构

科学家们刚刚发现了有关黄金的有趣现象。在短短几纳秒内施加极压时,这种元素的原子结构会发生变化,变得更像其它金属。

劳伦斯利弗莫尔国家实验室的物理学家理查德·布里格斯表示,他们在黄金中发现了一种新的结构,这种结构存在于极端超高压力状态下,相当于地球中心压强的三分之二。这是科学家首次在黄金中观察到这种结构状态,这些特性可以帮助科学家进一步理解元素在压力下的行为。

黄金是一种迷人的元素。它的特性最不活跃,即便是在极高的压力下,其晶体结构预期中仍然保持稳定。金原子的排列遵循所谓的“面心立方”(fcc)结构。简而言之,黄金的原子形成立方体,每个角上都有一个原子,每个面的中心都有另一个原子。金、银、铂、银、铝和镍都有这种结构。

之前的实验已经表明,当在室温下缓慢压缩大约几秒到几分钟,当压力达到地球中心的三倍时,黄金的面心立方机构仍然处于稳定。基于这种特性,对于金刚石压腔实验中压力标定非常有用,金刚石压腔在实验室里主要用于产生极端的超高压力。

通常压力是逐渐施加的,然而在几纳秒的冲击压缩下,劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家们现在发现了一些不同寻常的现象。在223 GPa压强下,相当于海平面上地球大气压的220万倍,黄金重新排列成一个不那么紧凑的“体心立方”(bcc)结构,当金属从一种结构过渡到另一种结构时,这两种结构共存。

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