俗話說「鑽石是恆永遠」,但是鑽石本質是結晶的純碳,而碳元素是宇宙中很常見,因此科學家認為,假如有一個長期的高壓環境,或許能經常性的壓出鑽石。們推測像天王星、海王星這樣的冰行星中可能會出現「鑽石雨」。科學家試著在實驗室中使用普通塑膠,重現鑽石雨的過程。

新阿特拉斯(NewAtlas)報導,在地球上,鑽石因其稀有性而備受推崇,但在其他星球上,它們可能看起來像岩石一樣普遍。天王星、海王星這些冰巨星以甲烷為主要成份,其深處的高壓和高溫條件,壓力可能將甲烷的氫原子給排除,把碳轉化為固體鑽石,然後像雨一樣落入大氣層。

2017年,一組科學家就著手在實驗室中試圖重新創建這一過程。他們利用世界上最強大的雷射-美國國家實驗室的「直線加速器相干光源」(LCLS)來模擬冰巨星裡的高溫高壓,再用碳氫化合物為材料。當超級雷射把材料加熱到高6000度高溫,並產生了幾百萬個大氣壓的強大衝擊波後,確實形成了微小的納米鑽石。

儘管初步實驗成功,但當年團隊所用的碳氫化合物材料是聚苯乙烯(化學式C8H8,Polystyrene,簡稱PS,就是保麗龍),它與冰巨星內部存在的元素還是有差別,因為現在已知冰巨星裡含有氧。因此研究人員試著以其他塑膠再來進行實驗。

這一次他們選擇的是聚對苯二甲酸乙二酯(化學式C10H8O4,又稱達克龍、PET,也就是保特瓶的材料),用超高能雷達對PET薄膜進行照射,然後使用兩種不同的成像技術,來檢查是否生成奈米鑽石。果然,他們檢測到有奈米鑽石。

與保麗龍不同,PET裡含有氧,這更接近冰巨星的大氣成份,研究人員表示,氧氣的作用加速了碳和氫的分裂,從而促進奈米鑽石的形成,這意味著在冰巨星裡,碳原子可以更容易地結合併形成鑽石。

這項研究不僅為冰巨行星上鑽石雨的假設提供了實驗的支持,而且也發明了微小鑽石的一種新的製造技術,雖然目前奈米鑽石還過於小而沒有用途,但是假如能夠將其放大滋長,它們可以成為工業磨料、拋光劑的成份。

文章來源:X-ray laser converts plastic into diamonds, recreating Uranus rain

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