نوع کاملاً جدیدی از طلا ساخته شد

مجله علمی ایلیاد - محققان به‌منظور پی بردن به ساختار طلا در شرایط افراطی، اشعه‌ی ایکس را به طلا برخورد دادند و جاهایی که بازتاب می‌کرد را شناسایی کردند؛ سیگنال‌ها برای ساختارهای متفاوت را می‌توان در تصویر بالا مشاهده کرد. طلا در شرایط افراطی، اتم‌های خود را مجدداً سازماندهی می‌کند و ساختاری که قبلاً ناشناخته بود را تشکیل می‌دهد و وقتی فشاری به اندازه‌ی فشار در مرکز زمین روی آن اعمال شود، حتی عجیب و غریب‌تر هم می‌شود.

این یافته‌های مطالعه‌ی جدیدی است که طی آن محققان آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور «LLNL» و موسسه‌ی علوم کارنگی، علم کیمیاگری قرن بیست و یکم خود را در آزمایشگاه ملی آرگون در ایلینوی آزمایش کردند. آن‌ها با استفاده از لیزری با انرژی بالا، طلا را تا دمای شدید گرم کردند و با فشارهایی به اندازه‌ی فشارهایی که در مرکز زمین وجود دارد، آن‌را فشرده کردند.

دقیق‌تر بگوییم، محققان قطعه‌ی کوچکی از پلاستیک را در مقابل تکه‌ای طلا قرار دادند و سپس لیزری با انرژیِ بالا را از طریق آن پلاستیک شلیک کردند. «ریچارد بریگز» نویسنده‌ی ارشد این تحقیق و دانشمند فوق‌ دکترا، می‌گوید: «این شلیک اساساً موجب انفجاری می‌شود که پلاستیک را به یک طرف می‌فرستند و امواج را به طرفی دیگر.»

این امواج به طلا برخورد می‌کنند و موجب فشرده شدن آن و سریعاً گرم شدن آن می‌شوند، یعنی در عرض چند نانوثانیه این اتفاق می‌افتد. محققان سپس اشعه‌های ایکس را به طلا برخورد دادند و جاهایی که بازتاب می‌کرد را شناسایی کردند تا به ساختار آن پی ببرند. بریگز می‌گوید: «این اولین باری است که تا به حال توانسته‌ایم به شرایطی با چنین فشار بالا و دمای بالایی برسیم و همزمان با استفاده از اشعه‌ی ایکس، به آن‌ها نگاه کنیم و آن‌را بررسی کنیم.»

طلا معمولاً ساختار کریستالی را تشکیل می‌دهد که محققان علم مواد، آن‌را مکعب وجوه‌پر یا «fcc» می‌نامند. بریگز می‌گوید: «مکعبی را مانند یک قالب تصور کنید؛ اتم‌ها روی هر گوشه و هر ضلع می‌نشینند، اما بیشتر آزمایشاتی که روی طلا انجام شده، شامل فشرده‌سازی آرام و آهسته‌ی آن و در دمای اتاق بوده است. از آنجایی که طلا بسیار وفادارانه این ساختار مکعب مرکزدار را می‌سازد، به‌عنوان نوعی استاندارد در آزمایش‌های با فشار بالا، به منظور محاسبه‌ی فشار، به کار می‌رود.»

اما وقتی بریگز و گروهش طلا را در دماهای بالا به سرعت فشرده کردند، طلا چیزی به نام مکعب مرکزپر «bcc» را تشکیل داد. این ساختارِ بازتر، اتم‌ها را به روشی کارآمدتر در فضا قرار می‌دهد، یعنی طلا ترجیح نمی‌دهد که در این شکل و فرم باشد. اگر آن قالب را دوباره تصور کنید، قالب به گونه‌ای خواهد بود که گویی اتم‌ها روی هر گوشه نشسته‌اند و فقط یک اتم در وسط آن قرار دارد.

بریگز می‌گوید ممکن است این یافته که طلا می‌تواند این ساختار جدید را شکل دهد، روشی که دانشمندان از طلا به عنوان استانداردی در آزمایش‌های با فشار بالا استفاده می‌کنند را تغییر دهد.

این گروه تحقیقاتی دریافتند که ساختار طلا در فشار ۲۲۰ گیگاپاسکال، که ۲.۲ میلیون برابر فشار اتمسفری سیاره‌ی زمین است، شروع به تغییر از fcc به bcc می‌کند. مهم‌تر اینکه وقتی محققان طلا را در فشارهای بیشتر از ۲۵۰ گیگاپاسکال و به اندازه‌ی فشارهای یافت‌‌شده در مرکز زمین فشرده کردند، طلا ذوب شد.

این یافته‌ها در مجله‌ی Physical Review Letters منتشر شد.