Eine internationale Gruppe von Wissenschaftlern führte Experimente durch, bei denen der Schluss gezogen wurde, dass ein ziemlich häufiges Phänomen in unserem Universum „Diamantregen“ ist. Bei solchen Prozessen entstehen Diamanten in den oberen Schichten des Inneren der eisigen Riesenplaneten und sinken allmählich in den Kern, wobei sich Schichten dieser Mineralien bilden. Aber der Wert dieser Entdeckung ist ein anderer – sie kann auf der Erde für die Massenproduktion von künstlichen Diamanten für Medizin, Elektronik und Industrie reproduziert werden.
Im Labor Wissenschaftler des SLAC National Accelerator Laboratory des Department of Energy und ihre Kollegen vom Center. Helmholtz Dresden-Rossendorf (HZDR) und die Universität Rostock in Deutschland sowie die Französische Polytechnische Schule haben die Bedingungen im Darm von Planeten wie Uranus und Neptun reproduziert. Die oberen Schichten der Eingeweide dieser eisigen Planeten sind reich an Kohlenstoff und Wasserstoff, was in Kombination mit hohem Druck und hoher Temperatur dazu führt, dass Diamanten in Mengen erscheinen, die buchstäblich mit Regen verglichen werden können.
Zuvor wurden ähnliche Experimente bereits durchgeführt, aber diesmal entschieden sich die Wissenschaftler für andere chemische Elemente in Kombination mit Materialien und Bedingungen, von denen es offensichtlich mehr als zwei in der Natur gibt. Es stellte sich heraus, dass das Vorhandensein von gewöhnlichem Sauerstoff in der Mischung zu einem explosionsartigen Wachstum bei der Bildung von Diamanten führt. Und dann regnet es nicht mehr von den Diamanten, sondern ein richtiger Platzregen.
„Die Wirkung von Sauerstoff bestand darin, die Spaltung von Kohlenstoff und Wasserstoff zu beschleunigen, was zur Bildung von Nanodiamanten beiträgt“, sagte einer der Autoren der Studie. „Das bedeutet, dass sich Kohlenstoffatome leichter verbinden und Diamanten bilden.“
Die Entdeckung deutet darauf hin, dass „Diamantregen“ in unserem Universum ziemlich häufig vorkommen könnten, da es darin mehr Eisriesenplaneten als erdähnliche Planeten geben wird. Aber auch Erdbewohner profitieren von dieser Entdeckung. Es ebnet den Weg für eine kostengünstige Massenproduktion von Diamanten für Elektronik, Medizin, Wissenschaft und Industrie.
Es ist lustig, aber alles begann mit Experimenten mit gewöhnlichen PET-Plastikflaschen. Dieser lebensmittelechte Kunststoff enthält das perfekte Verhältnis von Kohlenstoff und Wasserstoff sowie Sauerstoff. „PET hat ein gutes Gleichgewicht zwischen Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff, um die Aktivität auf Eisplaneten nachzuahmen“, sagt Dominik Kraus, Physiker am HZDR und Professor an der Universität Rostock.
Die Forscher verwendeten einen leistungsstarken optischen Laser am Instrument Matter in Extreme Conditions (MEC) an der Linac Coherent Light Source (LCLS) am SLAC, um Stoßwellen in PET zu erzeugen. Anschließend untersuchten sie mit Röntgenpulsen von LCLS, was in dem Kunststoff passierte. Wissenschaftler beobachteten, wie Nanodiamanten aus PET-Material hervorgingen, und bestätigten das Wachstum und die Dynamik von Änderungen in der Konzentration von Diamanten, wie in einem Artikel in der Zeitschrift Science Advances beschrieben.
2022-09-06 15:00:11
Autor: Vitalii Babkin