U ekstremnim uvjetima, zlato preuređuje svoje atome i formira prethodno nepoznatu strukturu. A kad su pritisci pritisnuti na ekvivalent onima u središtu Zemlje, zlato je postajalo još čudnije.
Do otkrića dolazi iz nove studije u kojoj su istraživači iz Nacionalnog laboratorija Lawrence Livermore (LLNL) i Carnegie Institution for Science prakticirali svoju alkemiju 21. stoljeća u Nacionalnoj laboratoriji Argonne u Illinoisu. Pomoću visokoenergetskog lasera zagrijavali su zlato do ekstremnih temperatura i komprimirali ga na pritiske visoke kao i oni koji se nalaze u središtu Zemlje.
Preciznije, stavili su mali komad plastike ispred komada zlata, a zatim gađali visokoenergetskim laserom kroz plastiku, što "u osnovi uzrokuje eksploziju koja plastiku šalje u jedan smjer i udarne valove u suprotnom smjeru", rekao je vodeći autor Richard Briggs, postdoktorski znanstvenik na LLNL-u.
Ti su udarni valovi pogodili zlato i uzrokovali da se stisne i zagrijava izuzetno brzo, u roku od nanosekunde. Zatim su pomoću X-zraka pogodili zlato i otkrili gdje su rendgenski zraci odskakali kako bi se shvatila njegova struktura. Ovo je "prvi put da smo ikada uspjeli dostići takve uvjete visokog tlaka i visoke temperature i istovremeno ih pogledati pomoću X-zraka", rekla je Briggs za Live Science. Ono što su vidjeli bilo je "sigurno iznenađenje".
Zlato obično tvori kristalnu strukturu koju materijali znanstvenici nazivaju kubikom usredotočenim na lice (fcc). Zamislite kocku poput matrice. Atomi bi sjedili na svakom uglu i na svakom licu, rekao je Briggs. Ali većina eksperimenata provedenih na zlatu uključivala je komprimiranje polako i na sobnoj temperaturi, dodao je.
Budući da tako odano oblikuje ovu kubičnu strukturu usmjerenu na lice, zlato se koristilo kao svojevrsni "standard" u eksperimentima s visokim pritiskom za proračun tlaka, rekao je Briggs. Ali kad su Briggs i njegov tim brzo komprimirali zlato pri visokim temperaturama, nastalo je ono što se naziva kubična (bcc) struktura usredotočena na tijelo. Ova otvorenija struktura pakira atome u prostor na manje učinkovit način, što znači da zlato ne želi biti u tom obliku, rekao je. Ako biste ponovno zamislili matricu, bilo bi kao da atomi sjede na svakom uglu, sa samo jednim atomom u sredini.
Otkriće da zlato može oblikovati ovu novu strukturu može promijeniti način na koji znanstvenici taj element koriste kao standard u eksperimentima pod visokim pritiskom, rekao je Briggs.
Tim je otkrio da se struktura zlata počela mijenjati iz fcc-a u bcc na oko 220 gigapaskala (GPa), što je 2,2 milijuna puta više od atmosferskog tlaka našeg planeta, naveli su istraživači u izjavi. Nadalje, kada su istraživači komprimirali zlato veće od 250 GPa na tlakove jednake onome koji se nalazi u središtu Zemlje (oko 330 GPa), ono se rastopilo.
Otkrića su objavljena 24. srpnja u časopisu Physical Review Letters.
