Los diamantes son el material natural más duro de la Tierra, pero una supercomputadora acaba de modelar algo que es aún más duro. Llamado “súper diamante”, el material teórico podría existir más allá de nuestro planeta y tal vez, algún día, ser creado aquí en la Tierra.
Al igual que los diamantes normales, los superdiamantes están formados por átomos de carbono. Esta fase específica de carbono, compuesta por ocho átomos, debería ser estable en condiciones ambientales. En otras palabras, podría existir en un laboratorio terrestre.
La fase específica, llamada BC8, es una fase de alta presión que normalmente se encuentra en el silicio y el germanio. Y como sugiere el nuevo modelo, el carbono también puede existir en esta fase particular.
Frontera—la primera y más rápida supercomputadora a exaescala— modeló la evolución de miles de millones de átomos de carbono sometidos a inmensas presiones. La supercomputadora predijo que el carbono BC8 es un 30% más resistente a la compresión que los simples diamantes. La investigación del equipo que describe las cosas súper duras fue recientemente publicado
“A pesar de numerosos esfuerzos para sintetizar esta esquiva fase cristalina de carbono, incluidas campañas anteriores del Fondo Nacional de Ignición (NIF), aún no se ha observado”, dijo el coautor del estudio Marius Millot, investigador del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL), en un laboratorio liberar. “Pero creemos que puede existir en exoplanetas ricos en carbono”.
No es la primera evidencia potencial de la existencia de materiales ultraduros en las profundidades del espacio. En 2022, un equipo de investigadores encontró evidencia de que lonsdaleita—una forma rara de diamante—puede existir en fragmentos de meteoritos que caen a la Tierra.
Observatorios espaciales como el telescopio espacial Webb están revelando exoplanetas ricos en carbono como nunca antes. Más allá de Webb, La NASA tiene planes para el Observatorio de Mundos Habitablesun telescopio espacial de próxima generación que podría estar operativo a principios de la década de 2040.
Pero los científicos, con razón, no están esperando a poder observar mejor mundos tan distantes, especialmente porque los superdiamantes sólo se formarían en entornos de presión extremadamente alta; es decir, en los núcleos de estos exoplanetas.
“Las condiciones extremas que prevalecen dentro de estos exoplanetas ricos en carbono pueden dar lugar a formas estructurales de carbono como el diamante y el BC8”, dijo Ivan Oleynik, físico de la Universidad del Sur de Florida y autor principal del artículo, en el mismo comunicado. “Por lo tanto, una comprensión profunda de las propiedades de la fase de carbono BC8 se vuelve fundamental para el desarrollo de modelos interiores precisos de estos exoplanetas”.
Quizás sea posible cultivar estos súper diamantes en el entorno del laboratorio. Eventualmente. Sin embargo, para lograr esto, el equipo primero debe explorar lo que es posible a través de la Instalación Nacional de Ignición (NIF) de LLNL, la misma instalación que logró una ganancia neta de energía en una reacción de fusión en 2022, y nuevamente el año pasado.
Esa investigación se realizará a través del NIF. Ciencia del descubrimiento programa. Entonces, cuando se trata de súper diamantes cultivados en laboratorio, mi consejo es que no contengan la respiración. Pero las cosas podrían estar calentándose en la ciencia de los materiales.
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