Wyjątkowe zjawisko zwane „diamentowym deszczem” występuje we wnętrzach lodowych olbrzymów. Dotychczas uważano, że aby zjawisko to zaszło, konieczne są bardzo rzadkie i specyficzne warunki. Jak jednak pokazali naukowcy z Departamentu Energii SLAC Stanów Zjednoczonych, Uniwersytetu w Rostock oraz Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, warunki te mogą być łagodniejsze, toteż występują częściej.

Mechanizm powstawania diamentowego deszczu jest następujący: we wnętrzu lodowych olbrzymów ciśnienie jest wystarczające, aby rozbić cząsteczki metanu (i innych węglowodorów) na wodór i węgiel, który jest następnie ściskany z innymi atomami węgla w łańcuchy. Pod wpływem dalszego ściskania, tworzą one wzory krystaliczne – na przykład diamenty. Gęstsze od otoczenia diamenty przedostają się wówczas do wnętrza planety, skąd ewaporują, rozbijając się znów na atomy węgla, aby cały cykl mógł zostać powtórzony. Jednakże przejście przez lód zająć im może nawet tysiąclecia, podczas których tworzą grubą warstwę składającą się z samych diamentów.

Jak mówi Siegfried Glenzer, przewodniczący SLAC, rzeczywiste mechanizmy powstawania diamentów we wnętrzach planet są znacznie bardziej skomplikowane, gdyż w grę wchodzą liczne inne związki chemiczne. Celem przeprowadzonych eksperymentów było badanie dokładnego wpływu tych związków na proces.

Eksperymenty rozpoczęto na polimerach węglowodorowych, jednakże finalnie zamieniono je na plastik PET. Dzięki wysokoenergetycznym laserom wycelowanym w plastik, przy pomocy impulsów rentgenowskich ze źródła światła LINAC zbadano, z jaką prędkością powstają, a następnie rosną układające się z atomów węgla kształty rombów. Zauważono, że rosną one do wielkości kilku nanometrów. Ponadto okazało się, że obecność tlenu spowalnia ten proces.

Poza wzbogaceniem naszej wiedzy na temat lodowych olbrzymów, badania te potencjalnie wskazały drogę ku efektywniejszej produkcji nanodiamentów, to jest poprzez oddziaływanie laserem na butelki PET. Takie nanodiamenty mają szereg teoretycznych zastosowań w medycynie: od dostarczania leków, po czujniki nieinwazyjne. Oznacza to, że wyniki tych badań mogą mieć swoje implikacje w znacznie bardziej przyziemnych dziedzinach i rzeczywiście pomóc w rozwoju technologicznym.

Autor

Franciszek Badziak

Uczeń pewnego warszawskiego liceum, entuzjasta fizyki, matematyki i astronomii. Jeśli go spytacie, co ceni w życiu najbardziej, odpowie, że nie ma czasu, bo gdzieś się spieszy. Poza naukami ścisłymi interesuje się muzyką jazzową. Skończył nawet szkołę muzyczną i jest aktywnym muzykiem- perkusistą.