Turmatud teemant heidab valgust eksoplaneetide sisemusele
Teemant on teadaolevalt üks maailma kõvemaid materjale. Sellegipoolest on maailma võimsaima laseri juures töötavad füüsikud suutnud süsinikuühendit kokku pressida määral, et selle tihedus pliile lähenes. Võimalus selleks piisavalt äärmuslikku rõhku tekitada avardab võimalusi uurida nii koduplaneedi kui kaugemate eksoplaneetide sisemuses toimuvaid protsesse.
Töörühm kasutas katses USA Riikliku Süüterajatist (NIF), mille peaeesmärgiks on tähed maa peale tuua ehk algatada Maal jätkusuutlik termotuumasüntees. Viimase tarbeks kasutatakse 176 laserit, mille koguvõimsus küündib 500 teravatini. Sekundi murdosa jooksul on võimalik samasse ruumipunkti koondada umbes sama palju energia kui kuluks kahe kannutäie kohvi keetmiseks. Ent rajatises ei uurita ainult termotuumasünteesi. Osa tööajast on pühendatud ka planeediteadusele ja plasmafüüsikale.
Teemandi käitumise uurimiseks paigutas töörühm selle väikesesse kuldsilindrisse lõigatud auku ja ajastasid laserimpulsid viisil, et need üheaegselt silindri külgi tabasid. Saadava energia mõjul vallandus röntgenkiirte kaskaad, mis omakorda teemanti pommitasid ja selle väliskihi plahvatama panemise teel teemandis tugevad kompressioonilained tekitasid.
Iga eksperiment kestis vaid 20 nanosekundit. Kuigi rohkem aega kulub isegi silma pilgutamiseks, kestsid need siiski piisavalt kaua, et teemandi sulamist vältida, milleni rakendatud lähenemisviis kõrgemate rõhkude puhul tavaliselt viima kipub. Vääriskivi sisemusele avaldatud rõhk ulatus viie terapaskalini, mis on võrreldav Saturni sisemuses valitseva rõhuga, ent samas 50 miljonit kõrgem kui merepinnal registreeritav õhurõhk.
Ülikõrge rõhk avab võimaluse heita valgust sügaval planeetide sisemuses nähtavatele keemiliste ja füüsikaliste protsesside eripäradele. Samuti võimaldab see uurida kaugete planeetide hüpoteetilist sisestruktuuri. Kui Maa ja teised Päikesesüsteemi planeedid koosnevad suuresti ränist, siis osa eksoplaneetidest on haruldaselt süsinikurikkad, misläbi võib nende sisemuses hiiglaslikke teemanti kujutada.
Uurimus ilmus ajakirjas Nature.
Toimetaja: Jaan-Juhan Oidermaa
Allikas: Nature