2022-09-06 20:15:06

膠樽可變鑽石？科學家利用超高能激光將膠樽轉化為鑽石

有謂「鑽石代表恒久永遠」，鑽石本質是結晶的純碳，而碳元素在宇宙中常見，科學家認為，假如有一個長期的高壓環境，或許能經常性地擠壓出鑽石，並推測像天王星(Uranus)及海王星(Neptune)的冰行星中可能出現「鑽石雨」。科學家在實驗室利用普通塑膠試著製造鑽石，並重現鑽石雨的過程。

科技新聞網NewAtlas報道，地球上，鑽石稀有而珍貴，但在其他星球，它們可能就是普通的岩石。在天王星和海王星這些冰巨星(ice giants)上，科學家推測以其高壓條件，極高的壓力可能將氫和碳等元素擠壓，將氫排除，把碳轉化為鑽石，像雨般落入大氣層。

以世上最強力激光做實驗

2017年，一組科學家利用世界上最強力的激光——美國國家實驗室的「直線性連續加速器光源」(Linac Coherent Light Source，LCLS)來模擬猛擊冰巨星上的碳氫化合物(hydrocarbon)。當超高能激光LCLS把碳氫化合物加熱到攝氏6,000度高溫，並產生數百萬個大氣壓力的強大衝擊波後，便形成微小的「納米鑽石」(nanodiamonds)。

儘管上述實驗顯示技術上有可能，但團隊當年所用的碳氫化合物(例如聚苯乙烯，Polystyrene)，與冰巨星內部存在的元素還是有差別，再者，現在已知冰巨星上含氧。因此科學家試著以其他物料再進行實驗。

新實驗改用含氧物料

科學家這次選擇的是「聚對苯二甲酸乙二酯」(Polyethylene Terephthalate，PET，是膠樽和食物塑膠包裝的材料)，原因是PET的碳、氫、氧在比例上較平衡。他們用LCLS對PET薄膜進行照射，然後使用兩種不同的成像技術，來檢查是否產生出納米鑽石，以及檢測鑽石形成的速度和大小。結果，他們檢測到形成了密度達每立方厘米重3.87克的鑽石。