千叶轮：《Nature》研究：金刚石在实验室最高压力条件下的存在时间远长于预期

据外媒报道，碳有许多不同的结构，最著名的应该就是石墨和金刚石（钻石）了。据预测，其他形式的碳结构存在于极高的压力之下，但现在研究人员在实验室对最高压力下的碳进行了检测且发现金刚石存在的时间比预期的要长得多。

碳是宇宙中最丰富的元素之一，是所有已知生命和地球本身大部分物质构成的基础。在不同的环境下它会以不同的形式存在--地球内部的高压和高温使其变成了金刚石。其他更奇特的结构预计会在更高的压力--超过1000 GPa条件下存在。

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于是在一项新的研究中，一组科学家对碳施加了远远高于这一压力的压力以找出其他形式可能是什么。研究人员将固体碳压到2000 GPa的条件下--是地核压力的5倍，是之前在实验室研究碳时所承受压力的2倍。

该项研究的论文合著者Gilbert Collins说道：“这是已经测量到的任何原子结构的最高压力，是在状态方程、材料强度、熔化和碳的化学键的关键约束。”

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研究团队使用坡道形状的激光脉冲来压缩碳并使用X射线衍射平台以拍摄其晶体结构的纳秒级图像。

令人惊讶的是，研究人员发现碳保持其金刚石结构的时间比预期的要长得多。似乎钻石的分子键比人们之前认为的还要稳定得多。“碳的金刚石相似乎是迄今为止探索过的最坚硬的结构，”该研究的论文合著者Ryan Rygg说道，“这可能意味着行星内部深处的碳含量，在那里金刚石有望沉淀。现在，我们预计碳的金刚石结构将在比我们之前认为的更大范围的行星环境中持续存在。”

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这可能意味着，某些理论上的碳形式可能不存在或至少只在更大的压力或不同的环境下才会形成。这也可能表明，“钻石行星”在宇宙中比我们想象的要更常见。

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