DCS tvåstegs gaspistol som används för experiment är kopplad till APS-röntgenstrålen. Upphovsman:Washington State University
En ny studie av Washington State University forskare svarar på långvariga frågor om bildandet av en sällsynt typ av diamant under stora meteoritattacker.
Sexkantig diamant eller lonsdaleit är hårdare än den typ av diamant som vanligtvis bärs på en förlovningsring och anses vara tillverkad naturligt när den är stor, grafitbärande meteoriter smäller ner i jorden.
Forskare har förbryllat över det exakta trycket och andra förhållanden som behövs för att göra sexkantig diamant sedan det upptäcktes i ett meteoritfragment i Arizona för ett halvt sekel sedan.
Nu, ett team av WSU -forskare har för första gången observerat och registrerat skapandet av sexkantig diamant i mycket orienterad pyrolytisk grafit under stötkompression, avslöjar viktiga detaljer om hur det bildas. Upptäckten kan hjälpa planetforskare att använda förekomsten av sexkantig diamant vid meteoritkratrar för att uppskatta hur allvarliga effekterna är.
Forskningen var möjlig på grund av en oöverträffad experimentell utveckling-den WSU-ledda dynamiska kompressionssektorn vid Argonne National Laboratory's Advanced Photon Source. DCS är en första i sitt slag experimentell anläggning som kopplar olika chockvågkompressionsmöjligheter till synkrotronröntgen. Med sin unika förmåga, WSU-teamet kunde ta röntgenbilder av transformeringen av grafit till sexkantig diamant i realtid.
Resultaten av forskarnas arbete publiceras i tidskriften Vetenskapliga framsteg .
"Omvandlingen till sexkantig diamant sker vid en betydligt lägre spänning än man tidigare trott, "sade WSU Regents professor Yogendra Gupta, chef för Institute for Shock Physics och medförfattare till studien. "Detta resultat har viktiga konsekvenser när det gäller uppskattningar av termodynamiska förhållanden på meteorpåverkan på markerna."
Första författaren, Stefan Turneaure, förbereder målkammaren för ett skott. Upphovsman:Washington State University
Att göra diamanter
WSU -chockfysikern Stefan Turneaure och ett team av forskare fann att den kristallina strukturen hos en mycket orienterad grafitform omvandlas till den ovanliga sexkantiga diamantformen vid ett tryck på 500, 000 atmosfärer, cirka fyra gånger lägre än tidigare studier visat.
För att få deras resultat, forskarna sköt en litiumfluoridimpaktor vid 11, 000 mph till en 2 mm tjock grafitskiva. De använde sedan pulserade synkrotronröntgen för att ta ögonblicksbilder var 150 miljarder sekunder av sekunden medan chockvågan från påverkan komprimerade grafitprovet. Deras arbete visade tydligt att grafitprovet transformerades till den sexkantiga diamantformen innan det raderades till damm.
"De flesta tidigare undersökningar förlitade sig på mikrostrukturell undersökning av prover efter att de var chockkomprimerade för att utläsa vad som kan ha hänt, "Turneaure sa." Sådana sena mätningar berättar inte hela historien om vad som hände med materialet under chockkomprimering. "
Går vidare
Turneaure och Gupta sa att nästa steg i forskningen kommer att vara att undersöka under vilka förhållanden ren sexkantig diamant kan återvinnas efter stötkomprimering.
"Diamant är ett material som är mycket lätt att bli upphetsad över och vårt arbete inom detta område har bara börjat, "Sa Gupta." Framåt, vi planerar att undersöka uthålligheten av denna form av diamant under lägre tryck. Eftersom det anses vara 60 procent hårdare än den vanliga kubikdiamanten, sexkantig diamant kan ha många potentiella användningsområden i industrin om den framgångsrikt kan återställas efter stötkomprimering. "
