Diamant hält extremeren Drücken stand als im Erdkern

Diamond hält einem Druck stand. Überraschenderweise bleibt die Struktur des Materials bestehen, selbst wenn es auf 2 Billionen Pascal komprimiert wird, mehr als das Fünffache des Drucks im Erdkern, berichten Wissenschaftler vom 27. Januar in Natur.

Die Studie legt nahe, dass Diamant bei hohen Drücken metastabil ist: Er behält seine Struktur trotz der Tatsache, dass andere, stabilere Strukturen unter solchen Bedingungen voraussichtlich dominieren werden. Die Untersuchung der Eigenarten von Diamanten bei extremen Drücken könnte helfen, das Innenleben kohlenstoffreicher Exoplaneten aufzudecken (SN: 16.07.14).

Diamant ist eine von mehreren Arten von Kohlenstoff, die jeweils aus einer anderen Anordnung von Atomen bestehen. Bei alltäglichem Druck auf der Erdoberfläche ist der stabilste Zustand von Kohlenstoff Graphit. Aber bei einem kräftigen Druck gewinnt Diamant. Deshalb bilden sich Diamanten, nachdem Kohlenstoff in die Erde eingetaucht ist.

Aber bei höheren Drücken als denen im Erdinneren hatten Wissenschaftler vorhergesagt, dass neue Kristallstrukturen stabiler sein würden. Also schlugen die Physikerin Amy Lazicki und ihre Kollegen Diamanten mit leistungsstarken Lasern in der National Ignition Facility des Lawrence Livermore National Laboratory in Kalifornien. Röntgenmessungen der Materialstruktur zeigten, dass Diamant bestehen blieb, was darauf hindeutet, dass er unter extremen Druck metastabil ist.

Diamant war bereits bei niedrigen Drücken metastabil: Der Diamantring Ihrer Oma hat sich nicht in Graphit verwandelt. Einmal gebildet, kann die Struktur des Diamanten auch bei Druckabfall bestehen bleiben, dank der starken chemischen Bindungen, die die Kohlenstoffatome im Diamanten zusammenhalten. Nun, sagt Lazicki von Lawrence Livermore, „sieht es so aus, als ob das gleiche gilt, wenn man zu viel höherem Druck geht.“