Новые эксперименты показывают, что ядро Земли содержит количество водорода, эквивалентное объему 45 океанов

Ядро Земли состоит в основном из железа, но его плотность недостаточно высока, чтобы оно было чистым железом, а это значит, что в ядре также присутствуют более легкие элементы. В частности, предполагается, что оно является крупным резервуаром водорода. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, подтверждает эту идею, поскольку результаты показывают, что ядро содержит количество водорода, эквивалентное 45 океанам. Эти результаты ставят под сомнение идею о том, что большая часть воды на Земле была доставлена кометами на ранних этапах эволюции планеты.

Новые данные о структурных формах твердого метана

Благодаря сочетанию экспериментов при высоком давлении и оптической спектроскопии физики получили новые данные о структурных формах твердого метана. Результаты были опубликованны в журнале Physical Review Letters. Условия в экспериментах достигали температур до 1100 К и давлений до 45 ГПа. В результате проведенного анализа были получены две различные версии диаграммы фазового состояния твердого метана. Первая учитывает кинетические фазовые превращения, которые контролируются изменениями температуры и давления. Вторая описывает равновесные состояния, возникающие, когда образцам позволяют осесть в более стабильные формы в течение нескольких месяцев при сохранении той же температуры и давления.

Аномальная зависимость волны плотности заряда и реконструкции поверхности Ферми от давления в BaFe₂Al₉

Учёные заменили низкие температуры высоким экстремальным давлением — открыт способ эффективной передачи электрического тока через определенные материалы при комнатной температуре. Это открытие может произвести революцию в сверхпроводимости и изменить подходы к сохранению и генерации энергии. Исследование показывает, что поведение волн зарядовой плотности не только усиливается под экстремальным давлением, но и может проявляться при комнатной температуре, что, по мнению авторов, является редким и захватывающим открытием. Этот вывод резко контрастирует с тем, что обычно наблюдается в других двумерных материалах, где волны зарядовой плотности ослабевают под давлением. Статья опубликована в журнале Physical Review Letters.

Новые ограничения на температуру плавления и фазовую стабильность ударно-охлажденного железа до 270 ГПа

Учёные из Европейского центра синхротронного излучения в Гренобле, Политехнического института Парижа и других институтов по всему миру провели исследование температуры плавления и фазовой стабильности ударно-сжатого железа при высоких температурах и давлениях с использованием сверхбыстрой рентгеновской абсорбционной спектроскопии. Их выводы, опубликованные в Physical Review Letters, проливают новый свет на кривую плавления и структурную фазу железа в экстремальных условиях.

Ограничения астрофизического уравнения состояния в цветовой сверхпроводящей щели

Образование пар (спаривание) кварков при чрезвычайно высокой плотности, так же как и электроны в сверхпроводнике, называется цветовой сверхпроводимостью. Силу спаривания внутри цветного сверхпроводника трудно рассчитать, и учёные давно знают связь силы с давлением плотной материи. Измерение размера нейтронных звезд и того, как они деформируются во время слияний, сообщает нам их давление и подтверждает, что нейтронные звезды действительно являются самой плотной видимой материей во Вселенной. В работе, опубликованной в журнале Physical Review Letters, чтобы вывести свойства кварковой материи при еще более высоких плотностях (где материя наверняка является цветным сверхпроводником), были использованы наблюдения нейтронных звезд. Представление о давлении и плотности в ядрах различных нейтронных звезд дали наземные радиотелескопы NICER и LIGO/Virgo.

Улучшение калибровки уравнения состояния в физике сверхвысоких давлений

В статье, недавно опубликованной в журнале Journal of Applied Physics, международная группа ученых из Ливерморской национальной лаборатории им. Э. Лоуренса (LLNL), Аргоннской национальной лаборатории и Deutsches Elektronen-Synchrotron разработала новую конфигурацию образца, которая повышает надежность измерений уравнения состояния в режиме давления, ранее недостижимом в ячейке с алмазными наковальнями. С помощью этой конфигурации можно проводить высококачественные измерения статического уравнения состояния при давлении свыше 5 миллионов атмосфер, вплоть до внутренних условий Нептуна. Учёные использовали разработанную LLNL тороидальную ячейку с алмазными наковальнями, способную регулярно достигать > 300 ГПа с диаметром камеры образца ~ 6 мкм. Это примерно в 20 раз меньше ширины человеческого волоса. Затем в этой небольшой камере образца ученые микроизготовили пакет образца в 10-шаговом процессе, в котором целевой материал был внедрен в однородную капсулу из мягкого металла, которая служит средой, передающей давление. Эксперименты проводились в Аргоннской национальной лаборатории, сектор 16 HPCAT и на Deutsches Elektronen-Synchrotron PETRA-III.

Физика высоких давлений и температур объясняет как начинающееся плавление карбонатов стимулирует мобилизацию металлов и серы в мантии Земли

Эксперименты при высоких давлении и температуре показали, что карбонатные расплавы могут растворять и переносить ряд важных металлов и соединений из окружающих пород мантии — новая информация, которая послужит основой для будущих поисков металлов. Были созданы условия, аналогичные глубинам около 90 километров в мантии ниже земной коры. Показано, что расплавленная порода, содержащая углерод, поглощает серу в ее окисленной форме, а также растворяет драгоценные и цветные металлы. Это исследование показывает, что отслеживание расплавов карбонатов может дать лучшее понимание крупномасштабного перераспределения металлов и процессов рудообразования на протяжении истории Земли.

Ученые экспериментально воспроизвели совместную кристаллизацию алмаза и граната

Геофизики экспериментально подтвердили, что при температуре и давлении, аналогичных тем, что наблюдаются на глубинах около 200 километров, может происходить совместный рост алмаза и граната. Этот процесс происходит благодаря взаимодействию граната с углекислыми и водно-углекислыми флюидами — жидкостями, присутствующими в мантии Земли. Кроме того, авторы выяснили, что в среднем скорость роста алмазов в таких случаях составляет от 0,013 до 0,8 микрометров в час в зависимости от температуры. То есть, чтобы получить кристалл массой в один карат (0,2 грамма), потребуется от 4,5 месяцев до 17,5 лет. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журналах Lithos и «Геология и геофизика».

Эксперименты проливают свет на ионизацию, вызванную давлением на звездах и планетах-гигантах

Ученые провели лабораторные эксперименты в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL), которые позволили по-новому взглянуть на сложный процесс ионизации под давлением на гигантских планетах и звездах. Их исследование, опубликованное сегодня в журнале Nature, раскрывает материальные свойства и поведение вещества при экстремальном сжатии, предлагая важные выводы для исследований в области астрофизики и ядерного синтеза.

Прорыв в области магнитного обнаружения высокого давления

Согласно статье, опубликованной в Nature Materials, совместная исследовательская группа из Института физических наук Хэфэй Китайской академии наук (CAS) и Университета науки и технологии Китая разработала платформу для изучения сверхпроводящего обнаружения магнитного поля фазовых переходов гидридов под высоким давлением.