在压力下试验铁，以更好地了解地球的物理，化学和磁性

时间：2022-04-14 14:25:06 来源：

研究人员的国际合作探讨了铁的高压行为，这在地球这样的岩石行星的核心中被发现。

铁是恒星中核酸内酯产生的最稳定和最重的化学元素，使其成为宇宙中最丰富的重量，以及地球和其他岩石行星的内部。

为了更好地了解铁的高压行为，劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）物理学家和国际合作者发现了激光震动铁的亚基秒转换。研究显示在2020年6月5日，科学版的刊中。

该研究可以帮助科学家通过测量时间分辨的高分辨率X射线衍射来更好地了解地球和其他行星的磁性，以便在整个冲击压缩持续时间内。这允许观察在250皮秒和300-600皮秒之间的三波结构的推断观察中的弹性压缩开始的定时。X射线衍射表明，来自环境铁（Fe）到高压Fe的着名相变在50皮秒内发生。

在环境条件下，金属铁作为身体为中心的立方体形式稳定，但随着压力上升至13种千兆比（地球上大气压130,000倍），铁转化为非磁性六角形紧密填充结构。这种转变是扩散的，科学家可以看到环境和高压阶段的共存。

关于铁相边界的位置仍然存在争论以及这种相转变的动力学。

该团队使用光学激光泵和X射线自由电子激光器（XFEL）探针的组合，观察失去时间分辨率的冲击压缩铁的原子结构演变，在高压下约50微秒。该技术显示了所有铁的已知结构类型。

团队成员甚至在650微米秒后发现了新阶段的外观，密度类似甚至低于环境阶段的密度。

“这是与高质量时间序列数据记录的晶体结构变化相关的第一次直接和完全观察，”纸张的共同作者，LLNL物理学家Quchape表示。

该团队通过弹性，塑料和变形相转变为高压相的三波时间进化，然后在用光学激光照射后在0和2.5纳秒之间以0和2.5纳秒之间的50-PICOSECOND间隔的稀疏波接收的压缩相。

进一步的实验可能导致更好地理解岩石行星如何形成或者是否在内部有岩浆海洋。

其他贡献者包括：韩国延世大学;斯拉克国家加速器实验室;韩国共和国浦项加速器实验室;韩国极地研究所;上海高压科技先进研究中心;亚利桑那州立大学;南卡罗来纳大学;和大阪大学。

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