Unul dintre cele mai neobișnuite fenomene meteorologice ale Sistemului Solar nu are loc pe Pământ, ci în interiorul giganților de gheață. În straturi adânci ale lui Neptun și Uranus, presiunea și temperatura creează un mediu în care chiar și diamantul poate cădea. Oamenii de știință au anticipat mult timp acest proces, iar acum au reușit pentru prima oară să realizeze un exemplu în laborator.

Cercetările conduse de oamenii de știință de la Lawrence Livermore National Laboratory au fost publicate în Nature Physics și rezolvă o enigmă de 20 de ani. Rezultatul arată că aceeași fizică este responsabilă pentru ploaia de diamant atât în interiorul Pământului, cât și în interiorul giganților de gheață, Neptun fiind conectat la acest proces, iar aceste descoperiri arată cum s-ar putea conecta cu extinderea energiei de fuziune.

Experimentul a fost realizat la Omega Laser Facility din University of Rochester. Lăserul a vaporizat stratul exterior al diamantului, în timp ce cercetătorii, cu mii de senzori, inclusiv cu o tehnică de difracție cu raze X ultrarapide, au monitorizat evenimentele. Valul de presiune a împins particulele în interiorul diamantului, la o presiune de trei ori mai mare decât cea a nucleului Pământului, iar temperatura a fost la nivelul temperaturii Soarelui, toate acestea într-un interval de o nanosecundă.

Detalii despre experiment și înțelegerea presiunilor

Conform observațiilor, presiunea exercitată asupra diamantului a crescut la cote incredibil de mari, iar în timp ce suprafețele exterioare ale experimentului vibrau cu o precizie aproape imperceptibilă, structura internă s-a deschis. Cercetătorii au urmărit cu exactitate schimbările din interiorul diamantului și le-au corelat cu calculele ulterioare ale studiului.

Anterior, datele despre punctul de topire al diamantului și calculele cuantice prezentau discrepanțe de până la 20%, ceea ce aprindea dispute în domeniu. Noile date de difracție cu raze X au adus în final concordanța între punctele de măsurare și modelele cuantice moderne.

Este curios faptul că, sub anumite condiții, comportamentul de topire și de densitate poate face din diamant o verigă plutitoare peste un ocean de carbon lichid. Această manifestare sugerează că ploaia de diamant poate reveni în modelele reale ale interiorului planetelor din sistemul nostru solar.

Ploaia de diamante în interiorul giganților de gheață și implicațiile terestre

În interiorul structurii Neptunului, ploaia de diamant poate alimenta mecanismele care hrănesc energia de la interior spre suprafață: mișcarea particulelor și amestecul de căldură se conectează și contribuie la luminozitatea și temperatura exterioară a planetei.

Studiul detaliază valorile exacte de presiune și temperatură și permite înțelegerea parametrilor în care apare ploaia de diamant și cum se corelează cu echilibrul energetic al giganților de gheață.

Cercetarea poate avea implicații pentru fuziunea pe Pământ, sugerând că modul în care capsulele de diamant se topesc lent ar putea crește eficiența energetică a proceselor de fuziune, oferind potențial pentru un randament mai mare al combustibilului utilizat.