科技日報實習(xí)記者?張佳欣
像海王星和天王星這樣的行星內(nèi)部真的會下“鉆石雨”嗎？為了找出答案，德國德累斯頓-羅森多夫赫爾姆霍茲中心（HZDR）、羅斯托克大學(xué)和法國聯(lián)邦理工學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的一個國際團(tuán)隊開展了一項新穎的實驗，證實了他們早先的觀點：在太陽系外圍的冰巨星內(nèi)確實會下“鉆石雨”。同時，這項實驗還發(fā)現(xiàn)了一種生產(chǎn)納米鉆石的新方式。研究成果發(fā)表在最新一期《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。
(資料圖片僅供參考)
實驗中用激光射擊了一張簡單的PET塑料薄片。撞擊箔狀材料樣品的強(qiáng)激光閃光將其短暫加熱至6000℃，從而產(chǎn)生沖擊波，在幾納秒內(nèi)將物質(zhì)壓縮至大氣壓的數(shù)百萬倍。科學(xué)家們能夠確定微小的鉆石，即所謂的納米鉆石是在極端壓力下形成的。圖片來源：德國德累斯頓-羅森多夫赫爾姆霍茲中心
海王星和天王星等冰態(tài)巨行星內(nèi)部的溫度非常高，可達(dá)幾千攝氏度，壓力是地球大氣層的數(shù)百萬倍。冰巨星不僅含有碳和氫，還含有大量的氧。研究人員發(fā)現(xiàn)，用于制造普通塑料瓶的PET樹脂，在碳、氫和氧之間有很好的平衡，可模擬冰巨星上的活動。
在實驗中，研究人員對冰巨星內(nèi)部進(jìn)行了簡單模擬：用強(qiáng)大的激光照射到一張簡單的PET塑料薄片上，瞬間就將其加熱到6000℃，并產(chǎn)生可達(dá)大氣壓100萬倍的沖擊波，在幾納秒內(nèi)將物質(zhì)壓縮。研究人員發(fā)現(xiàn)，這種極端壓力產(chǎn)生了微小的鉆石，也就是所謂的納米鉆石。
該團(tuán)隊利用直線加速器相干光源（LCLS）X射線激光器進(jìn)行了實驗，用它來分析當(dāng)強(qiáng)烈的激光擊中PET薄膜時會發(fā)生什么，是否產(chǎn)生了納米鉆石以及鉆石生長的速度和大小。
HZDR物理學(xué)家、羅斯托克大學(xué)教授多米尼克·克勞斯說：“氧氣的作用是加速碳和氫的分解，促進(jìn)納米鉆石的形成，這意味著碳原子更容易結(jié)合形成鉆石?！边@進(jìn)一步支持了這樣一種假設(shè)，即鉆石真的會像雨點一樣落在冰巨星內(nèi)部。這種現(xiàn)象可能不僅存在于天王星和海王星，也存在于銀河系中無數(shù)其他行星上。
研究小組還發(fā)現(xiàn)一個線索：氧氣與鉆石結(jié)合，應(yīng)該會產(chǎn)生一種不尋常的超離子水，它可幫助創(chuàng)造出冰巨星的磁場。但他們還無法明確地在實驗中證明鉆石混合物中存在超離子水。
除了證實早前發(fā)現(xiàn)，新實驗還為定制生產(chǎn)納米級鉆石開辟了前景。這種鉆石可用于磨料和拋光劑中，未來還能用于高靈敏度的量子傳感器、醫(yī)用造影劑和高效反應(yīng)加速器。
總編輯圈點：
植物的這套防御機(jī)制確實高效且強(qiáng)大。盡管沒有專門的免疫細(xì)胞，植物看似防御薄弱，但它們體內(nèi)的每個細(xì)胞都能在關(guān)鍵時刻挺身而出，調(diào)整自身的優(yōu)先級，產(chǎn)生更多的作戰(zhàn)蛋白質(zhì)，與敵軍廝殺。有意思的是，它們還會“事了拂衣去，深藏功與名”，在危險解除之后，又能恢復(fù)正常的“和平模式”，繼續(xù)把精力放在生長上。植物對抗感染，仿佛輕松就把握了“防御”和“生長”兩者資源分配的平衡。這是人類在設(shè)計植物、動物抗病方案時需要學(xué)習(xí)和借鑒的。
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