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Completamente nuova forma d'oro creato
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In condizioni estreme, l'oro riorganizza i suoi atomi e forma una struttura precedentemente sconosciuta. E quando le pressioni sono state spinte all'equivalente di quelle al centro della Terra, l'oro è diventato ancora più strano.
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La scoperta viene da un nuovo studio in cui i ricercatori del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) e del Carnegie Institution for Science hanno praticato la loro alchimia del XXI secolo presso il Laboratorio Nazionale Argonne in Illinois. Usando un laser ad alta energia, hanno riscaldato l'oro a temperature estreme e lo hanno compresso a pressioni elevate come quelle che si trovano al centro della Terra.
Più specificamente, hanno messo un piccolo pezzo di plastica davanti a un pezzo d'oro e poi hanno sparato un laser ad alta energia attraverso la plastica, che "fondamentalmente causa un'esplosione che invia plastica in una sola direzione e onde d'urto nella direzione opposta", ha detto l'autore Richard Briggs, uno scienziato post-dottorato di LLNL. [Gli 8 Misteri più grandi della Terra]
Queste onde d'urto hanno colpito l'oro e lo hanno fatto comprimere e riscaldare molto rapidamente, in nanosecondi. Hanno poi colpito l'oro con i raggi X e rilevato dove i raggi X rimbalzavano per capire la sua struttura. Questa è "la prima volta che siamo mai stati in grado di raggiungere condizioni di alta pressione e di alta temperatura e di guardarle allo stesso tempo usando i raggi X", ha detto Briggs a Live Science. Quello che hanno visto è stata "certamente una sorpresa"
L'oro di solito forma una struttura cristallina che gli scienziati dei materiali chiamano cubica a faccia centrata (fcc). Immagina un cubo come un dado. Gli atomi si sedevano ad ogni angolo e ad ogni faccia, disse Briggs. Ma la maggior parte degli esperimenti condotti sull'oro hanno comportato la compressione lenta e a temperatura ambiente, ha aggiunto.
Perché così lealmente forma questa struttura cubica a faccia centrata, l'oro è stato usato come una sorta di "standard" in esperimenti ad alta pressione per calcolare la pressione, ha detto Briggs. Ma quando Briggs e il suo team hanno rapidamente compresso l'oro ad alte temperature, ha formato quella che viene chiamata la struttura cubica corpo-centrata (bcc). Questa struttura più aperta raggruppa gli atomi in uno spazio in modo meno efficiente, il che significa che l'oro non preferisce essere in questa forma, ha detto. Se doveste immaginare di nuovo il dado, sarebbe come se gli atomi si sedessero in ogni angolo, con un solo atomo al centro.
La scoperta che l'oro può formare questa nuova struttura può cambiare il modo in cui gli scienziati usano l'elemento come standard negli esperimenti ad alta pressione, ha detto Briggs.
Il team ha trovato che la struttura dell'oro ha cominciato a cambiare da fcc a bcc a circa 220 gigapascal (GPa), che è 2,2 milioni di volte la pressione atmosferica del nostro pianeta, i ricercatori hanno detto in un comunicato. Inoltre, quando i ricercatori hanno compresso l'oro oltre i 250 GPa a pressioni equivalenti a quelle trovate al centro della Terra (circa 330 GPa), l'oro si è sciolto.