Команда Доминика Крауса из Центра Гельмгольца (Германия) изучала процессы, происходящие внутри ледяных планет, таких как Нептун и Уран, создав в лаборатории аналогичные условия. Исследователи обстреливали мощными лазерными вспышками образцы материалов, нагревая их в течение долей секунды до 6000 °C. При этом возникала ударная волна, сжимавшая вещество до давления, превышающего атмосферное в миллионы раз.
До этого команда проводила подобные эксперименты с фольгой из углеводородов, из которых под действием экстремального давления образуются наноалмазы. Но наряду с углеродом и водородом в недрах ледяных планет не менее часто встречается кислород. Для изучения его роли в аналогичных условиях ученые использовали ПЭТ - пластик для бутылок, в котором все три элемента присутствуют в хорошем соотношении.
В Национальной ускорительной лаборатории США SLAC, кроме возможности генерировать волну давления, можно исследовать, что происходит, когда интенсивные вспышки лазера ударяются о пленку ПЭТ. В частности, с помощью рентгеновской дифракции ученые смогли определить, образовались ли наноалмазы. При этом малоугловое рассеяние позволило выяснить, как быстро они растут.
По словам Крауса, кислород благоприятствует образованию алмазов. Доказательства положительного влияния этого элемента подтверждают предположение наличия алмазного дождя внутри ледяных гигантов. Однако алмазы Нептуна и Урана, вероятно, будут гораздо больше полученных в экспериментах: некоторые из них могут даже достичь миллионов каратов, что, вероятно, справедливо для многих ледяных планет, широко распространенных во Вселенной.
Исследователи предположили также, что вместе с алмазами образуется и так называемая суперионная вода. Ее кристаллическая решетка образована атомами кислорода, в ней свободно перемещаются ядра водорода, электрически заряженные, а потому суперионная вода обладает электропроводимостью и может формировать магнитные поля ледяных гигантов.
В ходе дальнейших экспериментов команда надеется доказать существование этой экзотической формы воды при смешивании с алмазами. Работа имеет и практический потенциал: появляется новая возможность для производства алмазов нанометрового размера. Они уже используются в абразивах и полиролях и считаются перспективными элементами в различных технических устройствах.
