연구원들이 실수로 플라스틱 병에서 나노다이아몬드를 생성했습니다.

최근 얼음 거인의 대기를 더 잘 이해하기 위해 실험을 실시한 과학자들에 따르면, 말 그대로 해왕성과 천왕성 표면에 다이아몬드 비가 내리는 것일 수도 있다고 합니다.

프랑스의 École Polytechnique 공과대학, 독일의 Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf(HZDR) 연구소, Rostock 대학의 연구자들은 얼음 암석과 얼음 형성 분자로 만들어진 두 개의 거대한 행성에서 발견된 조건을 시뮬레이션하려고 시도했습니다.

천왕성과 해왕성의 내부는 주로 탄소, 수소, 산소로 구성되어 있으며, 이는 플라스틱 물병 및 플라스틱 포장과 같은 일상용품을 구성하는 폴리머인 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)에서 실제로 비슷한 비율로 발견되는 원소의 조합입니다. 고맙게도 그들의 연구 덕분에 PET 시트는 저렴하게 구입할 수 있습니다.

얼음 거인은 온도가 -373°F에 달하는 우리 태양계에서 가장 추운 행성이지만 내부는 여전히 10,000°F를 넘을 수 있으며 대기압은 지구보다 백만 배 더 높습니다. 이러한 조건을 모방하기 위해 연구원들은 플라스틱 병 재료를 캘리포니아 국립 가속기 연구소로 가져와 매우 강력한 하드 X선 자유 전자 레이저인 Linac 응집 광원(LCLS)을 사용했습니다.

플라스틱에 초당 10개의 초농축 레이저 펄스를 발사한 후 PET의 온도는 해왕성과 천왕성의 내부 온도와 비슷한 10,832°F에 도달했습니다. 레이저가 플라스틱 병에 미치는 충격은 또한 얼음 거인의 압력과 동일한 압력으로 물질을 압축하는 충격파를 생성했습니다. 결과는 예상보다 더 화려해 나노다이아몬드가 폭발적으로 생성됐다.

HZDR 물리학자이자 로스토크 대학 교수인 도미니크 크라우스(Dominik Kraus)는 "우리는 이 극심한 압력이 작은 다이아몬드를 생성한다는 것을 발견했습니다."라고 설명합니다.

Kraus는 "나노다이아몬드는 결정 구조 측면에서 실제로 다이아몬드입니다. 많은 결혼반지의 결정 구조와 동일하지만 백만 배 더 작습니다. 그렇습니다. 이것은 실제 다이아몬드입니다. 우리의 짧은 실험 기간 동안 그들은 그렇지 않았습니다. 더 성장할 만큼 충분한 시간입니다. 그러나 수백만 년의 성장 시간을 가질 수 있는 행성 내부에서는 다이아몬드가 킬로미터 이상으로 거대할 수 있습니다."

이번 발견은 지상과 천체 모두에 영향을 미칩니다. 여기 지구에서는 이제 다이아몬드가 완벽하게 생산될 수도 있습니다. 크라우스는 “지금까지 이런 종류의 다이아몬드는 주로 폭발물을 터뜨려 생산됐다”고 말했다. "레이저 플래시의 도움으로 미래에는 더욱 깨끗하게 제조될 수 있습니다. X선 레이저는 우리가 다이아몬드의 성장을 정밀하게 제어할 수 있는 실험실 도구를 갖게 되었음을 의미합니다."

이는 또한 양자 컴퓨팅 및 센서용 "퀴비트"로 사용되는 나노다이아몬드를 제조하거나 많은 산업용 연마재 및 광택제에 사용되는 작은 다이아몬드를 생성하는 새로운 방법이 될 수 있습니다. 우주 분야에서 이번 발견은 계속해서 반짝이는 다이아몬드 소나기가 있을 수 있다는 사실을 포함하여 우주를 떠다니는 가장 일반적인 유형의 행성에 대한 우리의 지식을 확장하는 데 도움이 될 수 있습니다.

크라우스는 "천왕성과 해왕성과 같은 약간 더 작은 행성이 우리 태양계 외부에서 가장 풍부한 행성인 것으로 밝혀졌습니다."라고 말합니다. "따라서 그 행성을 이해하는 것은 우리 태양계 외부에 생명체가 존재할 수 있는 곳으로 더 깊이 들어가는 데 도움이 될 것입니다."

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