과학자들은 플라스틱을 레이저로 폭발시켜 작은 다이아몬드와 새로운 유형의 물로 바꾸었습니다.

해왕성과 천왕성과 같은 거대 얼음에서 영감을 받은 새로운 연구에서는 레이저가 일반적인 플라스틱을 작은 다이아몬드로 변형시킬 수 있음을 보여줍니다.

초강력 레이저를 사용하여 과학자들은 값싼 플라스틱을 폭발시켜 작은 "나노 다이아몬드"로 변형시켰으며, 이를 통해 이국적인 새로운 유형의 물의 존재를 확인했습니다. .

이번 발견은 잠재적으로 우리 태양계의 거대 얼음에 다이아몬드 비의 존재를 밝힐 수 있으며, 왜 이 추운 세계가 이상한 자기장을 가지고 있는지 설명할 수 있습니다. 레이저 폭파 기술은 또한 더 많은 지구적 응용으로 이어질 수 있습니다.

나노다이아몬드는 크기가 수 나노미터, 즉 10억분의 1미터에 불과한 다이아몬드입니다. 독일 헬름홀츠-젠트럼 드레스덴-로센도르프(Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf)의 물리학자이자 공동 저자인 연구 공동저자 도미니크 크라우스(Dominik Kraus)는 라이브 사이언스(Live Science)에 이렇게 말했습니다.

Kraus는 “나노다이아몬드는 온도와 자기장에 대한 초소형의 매우 정밀한 양자 센서로도 사용될 수 있어 다양한 응용이 가능해질 수 있다”고 말했다.

이 기술은 또한 바다에서 플라스틱을 제거하고 변형시키는 재정적 인센티브를 창출함으로써 플라스틱 오염을 줄일 수 있다고 그는 말했습니다.

수년 동안 행성 과학자들은 해왕성과 천왕성과 같은 거대 얼음 행성의 추운 내부에서 다이아몬드가 형성될 것이라고 의심해 왔습니다.

만약 이 다이아몬드가 형성된다면, 그들은 얼어붙은 세계의 내부를 통해 "비"를 내리게 될 것입니다.

이 프로세스가 가능한지 확인하기 위해 연구원들은 플라스틱 병에서 발견되는 유형의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 플라스틱 시트를 가져와 SLAC 국립 가속기 연구소의 극한 조건 물질 장비에서 발견된 고출력 광학 레이저를 사용했습니다. Linac Coherent Light Source는 플라스틱을 약 화씨 10,000도(섭씨 6,000도)까지 가열합니다.

이로 인해 불과 10억분의 1초 동안 지구 대기보다 수백만 배 더 큰 압력이 발생했습니다. 뼈를 으스러뜨리는 이 압력은 플라스틱에 충격을 가해 플라스틱의 탄소 원자가 결정 구조로 재구성되고 수소와 산소가 이 격자를 통해 표류하게 됩니다.

Kraus는 "강력한 X선 레이저를 사용하여 샘플 내부를 관찰하고 그곳에서 일어나는 화학 반응에 대한 동영상을 만들 수 있었습니다"라고 말했습니다. "우리는 실험 기간(단 몇 나노초) 내에 압축된 플라스틱 내부에서 나노다이아몬드가 매우 효율적으로 형성되는 것을 확인했습니다."

새로운 연구에 따르면 이러한 유형의 다이아몬드 형성은 과학자들이 이전에 믿었던 것보다 더 흔할 수 있으며, 얼음 거인이 단단한 핵 주위에 두꺼운 다이아몬드 층을 자랑할 가능성이 높아집니다.

이 실험은 또한 그러한 얼음 세계의 내부에서 발견되는 높은 온도와 압력에서 초이온 수빙이라고 불리는 이국적인 물 상태가 나타난다는 것을 강력히 시사합니다.

이 이상한 형태의 물은 양성자가 산소 원자 격자를 통해 이동할 수 있게 해줍니다. 천왕성과 해왕성과 같은 얼음 거인에 그러한 초이온수가 존재한다면, 이 이국적인 유형의 물질을 통한 양성자의 이동은 그러한 행성에서 관찰되는 독특한 자기장을 생성하는 데 도움이 될 수 있다고 크라우스는 말했습니다.

과거의 계산에서는 행성 내부에서 발견될 가능성이 있는 탄소 원자가 그곳에서 형성된 초이온수를 극도로 불안정하게 만들 것이라고 제안했습니다.

그러나 "우리의 실험은 이제 탄소와 물이 다이아몬드 형성을 통해 혼합(혼합물에서 물질의 의도하지 않은 분리)되고 있음을 보여줍니다"라고 Kraus는 말했습니다. "따라서 행성 내부에 고립된 물이 존재할 수 있으며, 이는 초이온수의 형성 가능성을 더 높입니다."

—천왕성과 해왕성에 다이아몬드 비가 내릴 가능성이 있는 것 같습니다.

—해왕성 내부에서 이상한 일이 벌어지고 있습니다.

—과학자들은 플라스틱 폐기물을 바닐라 향료로 전환합니다.

그리고 다이아몬드 비와 이국적인 물이 실제로 존재하는지 확인하기 위해 우주선이 얼음이 많은 이웃을 방문하는 것이 곧 가능할 수도 있습니다.