In condizioni estreme, l'oro riorganizza i suoi atomi e forma una struttura precedentemente sconosciuta. E quando le pressioni furono spinte all'equivalente di quelle al centro della Terra, l'oro divenne ancora più strano.
La scoperta deriva da un nuovo studio in cui i ricercatori del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) e del Carnegie Institution for Science hanno praticato la loro alchimia del 21 ° secolo presso l'Argonne National Laboratory in Illinois. Usando un laser ad alta energia, hanno riscaldato l'oro a temperature estreme e lo hanno compresso a pressioni elevate come quelle che si trovano al centro della Terra.
Più specificamente, hanno messo un piccolo pezzo di plastica davanti a un pezzo d'oro e poi hanno sparato un laser ad alta energia attraverso la plastica, che "in pratica provoca un'esplosione che manda la plastica in un modo e le onde d'urto nella direzione opposta", ha detto autore principale Richard Briggs, scienziato post dottorato presso LLNL.
Quelle onde d'urto colpirono l'oro e lo fecero comprimere e riscaldare molto rapidamente, in nanosecondi. Quindi hanno colpito l'oro con i raggi X e hanno scoperto dove i raggi X rimbalzavano per capire la sua struttura. Questa è "la prima volta che siamo mai stati in grado di raggiungere condizioni così elevate e ad alta temperatura e guardarle allo stesso tempo usando i raggi X", ha detto Briggs a Live Science. Quello che videro fu "certamente una sorpresa".
L'oro di solito forma una struttura cristallina che gli scienziati dei materiali chiamano cubico centrato sulla faccia (fcc). Immagina un cubo come un dado. Gli atomi si siedono su ogni angolo e su ogni faccia, disse Briggs. Ma la maggior parte degli esperimenti condotti sull'oro hanno comportato la sua compressione lenta ea temperatura ambiente, ha aggiunto.
Poiché forma così fedelmente questa struttura cubica centrata sulla faccia, l'oro è stato usato come una sorta di "standard" negli esperimenti ad alta pressione per calcolare la pressione, Briggs ha detto. Ma quando Briggs e il suo team hanno rapidamente compresso l'oro ad alte temperature, ha formato quella che è chiamata la struttura cubica centrata sul corpo (cc). Questa struttura più aperta racchiude gli atomi in uno spazio in modo meno efficiente, il che significa che l'oro non preferisce essere in questa forma, ha detto. Se dovessi immaginare di nuovo il dado, sarebbe come se gli atomi sedessero su ogni angolo, con solo un atomo nel mezzo.
La scoperta che l'oro può formare questa nuova struttura può cambiare il modo in cui gli scienziati usano l'elemento come standard negli esperimenti ad alta pressione, ha affermato Briggs.
Il team ha scoperto che la struttura dell'oro ha iniziato a cambiare da fcc a bcc a circa 220 gigapascal (GPa), che è 2,2 milioni di volte la pressione atmosferica del nostro pianeta, hanno detto i ricercatori in un comunicato. Inoltre, quando i ricercatori hanno compresso l'oro oltre 250 GPa a pressioni equivalenti a quella trovata al centro della Terra (circa 330 GPa), si è sciolto.
I risultati sono stati pubblicati il 24 luglio sulla rivista Physical Review Letters.
