据悉,超级计算机发现了一种比钻石还硬的物质。制作这种材料面临着更严峻的考验。
钻石是地球上最硬的天然物质,但一台超级计算机刚刚对更硬的物质进行了建模。这种被称为“超级钻石”的理论物质,可能存在于我们的星球之外,也许有一天会在地球上被创造出来。
和普通钻石一样,超级钻石也是由碳原子构成的。这个由8个原子组成的特定碳相,在环境条件下应该是稳定的。换句话说,它可能存在于地球的实验室里。
这种特殊的相被称为“BC8”,是一种高压相,通常存在于硅和锗中。正如新模型所表明的那样,碳也可以存在于这个特定的阶段。
Frontier 是速度最快、第一台EB级的超级计算机,它模拟了数十亿个碳原子在巨大压力下的进化。这台超级计算机预测,BC8碳的抗压能力比普通的钻石高30%。该团队描述这种超硬物质的研究最近发表在《物理化学快报》杂志上。
劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的研究人员、该研究的合著者马吕斯·米洛特(Marius Millot)在实验室发布会上说:“尽管人们做了很多努力来合成这种难以置信的碳结晶相,包括以前的国家点火设施(NIF)活动,但它还没有被观察到。但我们相信,它可能存在于富含碳的系外行星上。”
这并不是太空深处存在超硬材料的第一个潜在证据。2022年,一组研究人员发现了证据,证明落在地球上的陨石碎片中可能存在一种罕见的钻石 —— 蓝丝黛尔石(lonsdaleite)。
像詹姆斯韦布太空望远镜这样的太空天文台,正在前所未有地揭示富含碳的系外行星。除了詹姆斯韦布,NASA还计划建造可居住世界天文台,这是下一代太空望远镜,可能在21世纪40年代初投入使用。
科学家们知道,超级钻石只会在极端高压的环境中形成;也就是说,在这些系外行星的核心。
这篇论文的资深、南佛罗里达大学的物理学家伊万·奥莱尼克(Ivan Oleynik)在同一篇新闻稿中表示:“在这些富含碳的系外行星中,极端的条件可能会产生钻石和BC8等结构形式的碳。因此,深入了解BC8碳相的性质对于开发这些系外行星的准确内部模型至关重要。”
在实验室环境中培育这种超级钻石是可能的。然而,为了实现这一目标,该团队必须首先探索LLNL的国家点火设备(NIF)的可能性,该设备在2022年和去年两次在聚变反应中实现了净能量增益。
这项研究将通过国家科学基金会的发现科学项目进行。
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根据这篇新闻稿的,我们发现超级计算机成功模拟出了一种新型的超硬物质——BC8碳。这种特殊的碳相在高压环境下可以保持稳定,而BC8碳的抗压能力更是超过普通的钻石。
科学家们在实验室环境中成功培育出了这种超硬物质,并且将其应用于超级计算机的模拟实验中。此外,他们还提出了这种新型超硬物质可能存在的位置,并且认为这种材料可能存在于富含碳的系外行星上。
这篇新闻稿为我们提供了一个全新的视角来看待自然界中的超硬度现象。虽然超级计算机已经能够模拟出许多其他自然现象,但是我们仍然需要进一步的研究来理解新的材料如何出现。
在这个过程中,我们需要不断探索实验室的可能性,并寻找能够支持这种新型超硬物质存在的条件。只有这样,我们才能真正揭开宇宙中的神秘面纱,更好地理解和利用自然资源。