Un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad Estatal de Washington responde preguntas de larga data sobre la formación de un tipo raro de diamante durante los grandes impactos de meteoritos.

El diamante hexagonal o lonsdaleita es más duro que el tipo de diamante que se usa normalmente en un anillo de compromiso y se cree que se fabrica de forma natural cuando es grande. meteoritos que contienen grafito chocan contra la Tierra.

Los científicos se han preguntado sobre la presión exacta y otras condiciones necesarias para hacer un diamante hexagonal desde su descubrimiento en un fragmento de meteorito de Arizona hace medio siglo.

Ahora, un equipo de investigadores de WSU ha observado y registrado por primera vez la creación de un diamante hexagonal en grafito pirolítico altamente orientado bajo compresión de choque, revelando detalles cruciales sobre cómo se forma. El descubrimiento podría ayudar a los científicos planetarios a utilizar la presencia de diamantes hexagonales en los cráteres de meteoritos para estimar la gravedad de los impactos.

La investigación fue posible gracias a un desarrollo experimental sin precedentes:el Sector de Compresión Dinámica dirigido por WSU en la Fuente de Fotones Avanzados del Laboratorio Nacional Argonne. El DCS es la primera instalación experimental de su tipo que vincula diferentes capacidades de compresión de ondas de choque con rayos X de sincrotrón. Usando sus capacidades únicas, El equipo de WSU pudo tomar instantáneas de rayos X de la transformación del grafito en un diamante hexagonal en tiempo real.

Los resultados del trabajo de los investigadores se publican en la revista Avances de la ciencia .

"La transformación en diamante hexagonal se produce con una tensión significativamente menor de lo que se creía anteriormente, "dijo el profesor Yogendra Gupta de WSU Regents, director del Instituto de Física del Choque y coautor del estudio. "Este resultado tiene importantes implicaciones con respecto a las estimaciones de las condiciones termodinámicas en los sitios terrestres de impactos de meteoritos".

Haciendo diamantes

El físico de choque de WSU Stefan Turneaure y un equipo de investigadores encontraron que la estructura cristalina de una forma de grafito altamente orientada se transforma en la forma hexagonal poco común de diamante a una presión de 500, 000 atmósferas, alrededor de cuatro veces más bajo de lo que habían indicado estudios anteriores.

Para obtener sus resultados, los investigadores dispararon un impactador de fluoruro de litio a las 11, 000 mph en un disco de grafito de 2 mm de espesor. Luego usaron rayos X de sincrotrón pulsado para tomar instantáneas cada 150 mil millonésimas de segundo mientras la onda de choque del impacto comprimía la muestra de grafito. Su trabajo mostró claramente que la muestra de grafito se transformó en la forma hexagonal de diamante antes de convertirse en polvo.

"La mayoría de las investigaciones pasadas se basaron en el examen microestructural de muestras después de que se comprimieron por choque para inferir lo que podría haber sucedido, ", Dijo Turneaure." Tales mediciones tardías no cuentan toda la historia de lo que sucedió con el material durante la compresión del impacto ".

Avanzando

Turneaure y Gupta dijeron que el siguiente paso en la investigación será investigar bajo qué condiciones se puede recuperar el diamante hexagonal puro después de la compresión por impacto.

"El diamante es un material con el que es muy fácil entusiasmarse y nuestro trabajo en esta área apenas está comenzando, "Dijo Gupta." Avanzando, planeamos investigar la persistencia de esta forma de diamante bajo una presión más baja. Debido a que se cree que es un 60 por ciento más duro que el diamante cúbico común, El diamante hexagonal podría tener muchos usos potenciales en la industria si pudiera recuperarse con éxito después de la compresión por impacto ".