La estructura del carbono líquido elucidada por difracción de rayos X in situ

Área de la Ciencia:

• Física de la materia condensada
• Física de altas presiones
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• Las formas sólidas del carbono son tecnológicamente vitales, pero su estado líquido sigue siendo poco conocido.
• El carbono líquido es crucial para modelar el interior de los planetas, las atmósferas de las enanas blancas y la síntesis de materiales avanzados.
• Comprender las propiedades del carbono líquido es clave para comprender los fluidos estructurados en condiciones extremas.

Objetivo del estudio:

• Para medir con precisión la estructura del carbono líquido a presiones extremas.
• Proporcionar datos experimentales para la validación de modelos teóricos del carbono líquido.
• Para explorar el comportamiento de los elementos ligeros en estados líquidos bajo condiciones extremas.

Principales métodos:

• Difracción de rayos X in situ mediante un láser de rayos X de electrones libres.
• Lograr y mantener presiones alrededor de 1 millón de atmósferas.
• Utilizando simulaciones de dinámica molecular cuántica para la comparación.

Principales resultados:

• Medidas estructurales detalladas del carbono líquido a aproximadamente 1 millón de atmósferas.
• Observación de una estructura fluida compleja con enlaces transitorios.
• Un promedio de aproximadamente cuatro vecinos más cercanos, consistente con las simulaciones.

Conclusiones:

• El estudio proporciona los primeros datos estructurales precisos para el carbono líquido bajo presión extrema.
• Los hallazgos apoyan los modelos teóricos y mejoran la comprensión del estado líquido del carbono.
• La técnica experimental permite futuros estudios sobre otros líquidos de elementos ligeros en condiciones extremas.