El objeto más denso del planeta ha sido creado por un breve momento comprimiendo muestras microscópicas de cobre a presiones de 30 millones de atmósferas en menos de una mil millonésima de segundo.
En un artículo publicado por Physical Review Letters, científicos del LLNL (Lawrence Livermore National Laboratory) revelan que el cobre mantiene su estructura cristalina a presiones que van desde una atmósfera (presión ambiente) hasta más de 30 millones de atmósferas.
Utilizando la National Ignition Facility del LLNL, –el mayor láser energético del mundo– el equipo comprimió muestras microscópicas de cobre, más delgadas que un cabello humano, a presiones de 30 millones de atmósferas en menos de una milmillonésima de segundo. Estas condiciones extremas triplicaron la densidad de la muestra, creando el objeto más denso del planeta por un breve momento en el tiempo.
«Lograr este tamaño microscópico y estas condiciones de corta duración fue una hazaña inimaginable antes del advenimiento de la ingeniería moderna», dijo en un comunicado Dayne Fratanduono, físico de LLNL y autor principal del artículo.
«Hoy en día, los físicos experimentales pueden generar y probar el comportamiento complejo de los materiales a presiones que superan las condiciones que se encuentran en lo profundo de los núcleos de Saturno y Júpiter. Generar estados de materia tan extremos requiere limitar grandes cantidades de energía en volúmenes extremadamente pequeños, lo cual logramos usando NIF, la instalación láser más grande y energética del mundo».
La preparación de las muestras y la obtención de mediciones para este estudio requirieron equipos y diagnósticos de vanguardia. Los investigadores utilizaron máquinas de torneado de diamantes para generar «escalones» de cobre microscópicos, cuya rugosidad de la superficie superó las cualidades ópticas y la metrología de precisión para medir el espesor de la muestra hasta la milmillonésima parte de un metro.
Durante el experimento, rastrearon la muestra de cobre que viajaba a 75.000 kilómetros por hora usando un interferómetro de velocidad, el arma de radar más sofisticada del mundo.
«Producir estados de materia de alta densidad de energía es fácil de lograr en la práctica, pero extremadamente difícil de medir con precisión, y NIF es una de las pocas instalaciones en el mundo que actualmente es capaz de realizar tales mediciones», dijo Fratanduono.
Para determinar cómo respondió la rigidez del cobre al aumento de la presión, el equipo de investigación tomó una serie de imágenes de rayos X para controlar la estructura cristalina a medida que el cobre se comprimía. También midieron cómo cambiaba la velocidad de las ondas de sonido a medida que se apretaba el cobre.
A partir de estas mediciones, el equipo comparó el comportamiento del cobre en condiciones extremas y desarrolló una interpretación microscópica de su comportamiento cuántico.
Fuente: EP