Περισσότερα από ένα δισεκατομμύριο μίλια μακριά από τη Γη, στους πλανήτες Ποσειδώνας και Ουρανός, τα διαμάντια είναι παντοτινά (diamonds are forever).
Δεν πρόκειται για κοσμική ποίηση, αλλά για ένα εύλογο επιστημονικό συμπέρασμα:
Γνωρίζουμε ότι κάτω από ακραίες πιέσεις και υψηλές θερμοκρασίες μίλια κάτω από την επιφάνεια ενός πλανήτη, προκαλούνται εκρήξεις στους υδρογονάνθρακες. Όμως στον μακρινό Ποσειδώνα και τον Ουρανό, η διαδικασία κατασκευής διαμαντιών είναι λίγο πιο περίεργη.
Από τη δεκαετία του 1970, οι επιστήμονες πίστευαν ότι τα διαμάντια μπορεί πράγματι να πέφτουν βροχή στο βραχώδες εσωτερικό των πλανητών – μια διαμαντένια βροχή, αν θέλετε.
Το 2017, ερευνητές στη Γερμανία και την Καλιφόρνια βρήκαν έναν τρόπο να αναπαράγουν αυτές τις πλανητικές συνθήκες, κατασκευάζοντας μικρά μικροσκοπικά διαμάντια που ονομάζονται νανοδιαμάντια στο εργαστήριο χρησιμοποιώντας πολυστυρόλιο (γνωστό και σαν φελιζόλ).
Πέντε χρόνια αργότερα και επιστρέφουν ξανά σε αυτό, αυτή τη φορά χρησιμοποιώντας κάποιο άλλο τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο (PET), σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσιεύθηκε την Παρασκευή στο Science Advances. Η έρευνα έχει επιπτώσεις όχι μόνο στην κατανόησή μας για το διάστημα, αλλά ανοίγει και ένα δρόμο στη δημιουργία νανοδιαμαντιών.
Ο Dominik Kraus, επιστήμονας στο γερμανικό ερευνητικό εργαστήριο Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, εξήγησε την διαδικασία στο Motherboard.
Όταν ο Kraus και οι συνάδελφοί του προσπάθησαν για πρώτη φορά να φτιάξουν νανοδιαμάντια με πολυστυρένιο – το οποίο περιέχει τα ίδια στοιχεία άνθρακα και υδρογόνου που βρέθηκαν στον Ποσειδώνα και τον Ουρανό – το έκαναν βομβαρδίζοντας το υλικό με την Linac Coherent Light Source, ακτίνες Χ λέιζερ υψηλής ισχύος στο Εθνικό Επιταχυντικό Εργαστήριο SLAC στην Καλιφόρνια.
Αυτή η διαδικασία θέρμανε γρήγορα το πολυστυρένιο στους 8.540 βαθμούς Φαρενάιτ και το συμπίεσε κατά 150 γιγαπασκάλ, παρόμοιες συνθήκες με αυτές που βρέθηκαν περίπου 6.000 μίλια στο εσωτερικό των παγωμένων πλανητών. Οι ερευνητές μπόρεσαν να κάνουν το μικροσκοπικό bling αλλά αργότερα συνειδητοποίησαν ότι έλειπε ένα ζωτικό χημικό συστατικό: το οξυγόνο.
Έτσι στράφηκαν στο PET, το οποίο έχει καλή ισορροπία όχι μόνο άνθρακα και υδρογόνου αλλά και οξυγόνου, καθιστώντας το πιο κοντινό χημικό υποκατάστατο από το πολυστυρένιο.
“Η χημεία σε αυτές τις συνθήκες είναι πολύ περίπλοκη και η μοντελοποίηση εξαιρετικά δύσκολη. “Οτιδήποτε μπορεί να συμβεί” είναι μια τυπική φράση όταν συζητάμε τέτοια σενάρια με θεωρητικούς”, αναφέρει ο Kraus.
“Πράγματι, υπήρχαν κάποιες προβλέψεις που έδειχναν ότι η παρουσία οξυγόνου βοηθά [στον διαχωρισμό του άνθρακα από το υδρογόνο] και το σχηματισμό διαμαντιών, αλλά υπήρχαν και κάποιες για το ότι μπορεί να συμβαίνει το αντίστροφο”.
Ο Kraus και οι συνάδελφοί του πήραν ένα κομμάτι PET, και έκαναν τις ίδιες πειραματικές κινήσεις του 2017. Συμπεριέλαβαν όμως και κάτι που ονομάζεται περίθλαση ακτίνων Χ μικρής γωνίας για να δουν πόσο γρήγορα δημιουργούνται τα διαμάντια.
“Διαπιστώσαμε ότι η παρουσία οξυγόνου ενισχύει τον σχηματισμό διαμαντιών αντί να τον αποτρέπει, καθιστώντας τη “βροχή διαμαντιών” μέσα σε αυτούς τους πλανήτες ένα πολύ πιθανό σενάριο”, ανέφερε ο Kraus. “Βλέπουμε [επίσης] ότι τα διαμάντια μεγαλώνουν σε υψηλότερες πιέσεις και με την πρόοδο του χρόνου στα πειράματα.” Κατάφεραν επίσης να αποσπάσουν πολλά μικροσκοπικά διαμάντια από μία μόνο λήψη ακτίνων Χ, της τάξης των μερικών δισεκατομμυρίων κρυσταλλιδίων (ή μερικών μικρογραμμαρίων αν μιλάμε για συνολικό βάρος).
