Ved hjælp af verdens kraftigste laser, National Ignition Facility (NIF) i Livermore, Californien, er det lykkedes amerikanske forskere at udsætte diamanter for de samme trykforhold, som hersker i midten af store planeter.

Bedriften er udført af forskere fra University of California, Berkeley og Princeton University samt kollegaer fra Lawrence Livermore National Laboratory. De udsatte diamanter for en nøje formet 20 nanosekunder lang laserpuls på 750 kilojoule, der leveredes i form af 176 strålebundter. Derved blev de små diamanter gradvist presset sammen til et tryk på 50 megabar.

National Ignition Facility er først og fremmest bygget, for at amerikanerne kan vedligeholde deres kernevåben uden at foretage prøvesprængninger, som har været forbudt siden 1996.

NIF kan dog også bruges til civile studier af bl.a. laserfusion, hvor laserenergien bruges til at sammenpresse små kapsler med deuterium og tritium, så atomkernerne fusionerer under stor energiudladning. I det aktuelle forsøg har man i stedet for deuterium og tritium sammenpresset en diamant til 50 megabar.

Isentropisk sammenpresning
Det særlige er, at sammenpresningen er sket langsomt eller kvasi-isentropisk. Derved er det muligt at holde materialet relativt køligt og i fast form ved højere tryk, end hvis sammenpresningen sker som et chok-fænomen.

»Det er den eneste metode, der kan bruges til at skabe de samme betingelser, som findes i det indre af store planeter,« forklarer Ray Smith fra Lawrence Livermore National Laboratory i en pressemeddelelse.

Trykket i det indre af Jorden er ca. 3,5 megabar, men eksempelvis 40 megabar i Saturn og 70 megabar i Jupiter.

Diamant er særligt interessant set fra et astrofysisk synspunkt, da kulstof er det fjerdemest almindelige grundstof i Universet. Planeter som Uranus og Neptun indeholder eksempelvis store mængder af metan, som går i stykker under høje temperaturer og tryk og sandsynligvis giver anledning til diamantrige lag i det indre af planeter.

Forskere har tidligere med en laser ved University of Rochester undersøgt forholdene i planeters indre og styrken af diamanter ved op til otte megabar.

»Egenskaberne af diamant i fast form ved tryk mellem 10 og 100 megabar er derimod helt ukendt. Her er der interessante muligheder for NIF-eksperimenter,« mener Ray Smith.