Under ekstreme forhold omorganiserer guld dets atomer og danner en tidligere ukendt struktur. Og da presset blev skubbet til svarende til dem, der var midt på Jorden, blev guldet endnu mere blødere.
Fundet stammer fra en ny undersøgelse, hvor forskere fra Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) og Carnegie Institution for Science praktiserede deres alkymi fra det 21. århundrede på Argonne National Laboratory i Illinois. Ved hjælp af en højenergielaser opvarmede de guld til ekstreme temperaturer og komprimerede det til tryk, der var så høje som dem, der findes midt på Jorden.
Mere specifikt satte de et lille stykke plast foran et stykke guld og skød derefter en højenergielaser gennem plastikken, som "dybest set forårsager en eksplosion, der sender plast en vej og chokbølger i den modsatte retning," sagde hovedforfatter Richard Briggs, postdoktor ved LLNL.
Disse chokbølger ramte guldet og fik det til at komprimere og opvarme ekstremt hurtigt inden for nanosekunder. De ramte derefter guldet med røntgenstråler og opdagede, hvor røntgenstrålerne sprang ud for at finde ud af dets struktur. Dette er "første gang, vi nogensinde har været i stand til at nå sådanne forhold under højt tryk og høj temperatur og se på dem på samme tid ved hjælp af røntgenstråler," fortalte Briggs til Live Science. Hvad de så, var "bestemt en overraskelse."
Guld danner normalt en krystallinsk struktur, som materialeforskere kalder ansigt-centreret kubik (fcc). Forestil dig en terning som en dyse. Atomer sad på hvert hjørne og hvert ansigt, sagde Briggs. Men de fleste eksperimenter udført på guld involverede at komprimere det langsomt og ved stuetemperatur, tilføjede han.
Fordi det så loyalt danner denne ansigt-centrerede kubiske struktur, er guld blevet brugt som en slags "standard" i højtrykseksperimenter til at beregne tryk, sagde Briggs. Men da Briggs og hans team hurtigt komprimerede guldet ved høje temperaturer, dannede det det, der kaldes den kropscentrerede kubiske (bcc) struktur. Denne mere åbne struktur pakker atomer ind i et rum på en mindre effektiv måde, hvilket betyder, at guldet ikke foretrækker at være i denne form, sagde han. Hvis du skulle forestille dig døen igen, ville det være som om atomer sad på hvert hjørne med kun et atom i midten.
Opdagelsen af, at guld kan danne denne nye struktur, kan ændre den måde, forskere bruger elementet som en standard i højtrykseksperimenter, sagde Briggs.
Holdet fandt, at guldstrukturen begyndte at ændre sig fra fcc til bcc ved omkring 220 gigapascals (GPa), hvilket er 2,2 millioner gange vores planetes atmosfæriske tryk, sagde forskerne i en erklæring. Hvad mere er, når forskerne komprimerede guldet ud over 250 GPa til tryk svarende til det, der findes midt på Jorden (omkring 330 GPa), smeltede det.
Resultaterne blev offentliggjort 24. juli i tidsskriftet Physical Review Letters.
