Считалось, что золото останется стабильным навсегда; однако новое исследование, проведенное Институтом физики ударов WSU, показало, что он превращается в другую родственную кристаллическую структуру при достаточном давлении ударной волны. Исследование, в ходе которого ученые протестировали самые ценные металлы человечества, чтобы определить, какое давление они могут выдержать, обнаружило нечто неожиданное в отношении платины.
Ученые обнаружили, что при воздействии такого давления, как ядро планеты, только платина держится лучше золота, потому что сохраняет свою атомную структуру.
Йогендра Гупта, директор Института физики ударов в WSU, сказал, «Никто не ожидал этого. Мы думали, что золото был стабильным навсегда, но оказалось, что он превратился в другую родственную кристаллическую структуру под воздействием достаточного давления ударной волны. В общем, если вам нужен материал, который никогда не изменится, храните Platinum».
В ходе серии исследований, проведенных с июля 2019 года по июль 2020 года, ученые подвергли четыре драгоценных металла все более экстремальному динамическому давлению, чтобы определить наиболее прочные из них.
Давление в ядро Земли, 3.5 миллиона атмосфер, было испытано на всех материалах, но только структура платины осталась нетронутой. Металл сохранял свою форму при температуре более 4 миллионов атмосфер, после чего он расплавился, достигнув температуры 3,215 градусов по Фаренгейту.
Это было неожиданностью для ученых. В случае с золотом металл претерпел структурную трансформацию при относительно скромных 1.5 миллионах атмосфер. В случае с серебром оно изменилось примерно при том же давлении, что и золото. Эксперимент с медью показал, что металл просуществовал немного дольше, прежде чем трансформироваться при 1.7 миллионах атмосферного давления.
Гупта сказал, «Это просто забавная наука больше всего на свете, но я нахожу ее увлекательной. Я смеюсь, потому что вы никогда не создадите 1.5 миллиона атмосферного давления ни в одном реальном сценарии. Для всех практических целей золото стабильно».
«Помимо чистой забавной науки, исследование предполагает, что платина может быть лучшим эталоном давления и температуры, чем золото, для экспериментов по физике ударов».
Для этого исследования ученые использовали мощный лазер, чтобы подвергать различные материалы давлению до 4 миллионов атмосфер с интервалами примерно в 10–15 миллиардных долей секунды. Затем они использовали синхротрон для отправки импульсов рентгеновского излучения в материалы, чтобы изучить, что происходит с их физической структурой под огромным давлением.
Гупта — сказал, «Мы можем заглянуть внутрь вещей и предоставить информацию об их атомной структуре. Это единственная синхротронная установка в США, способная проводить подобные эксперименты, которые имеют практическое применение в различных областях, таких как оборона и производство».
