Na řadě míst ve vesmíru panují skutečně extrémní tlaky. Bývá to ale v nitru planet a na podobných vypečených lokalitách, takže se tam běžně nedostaneme. Proto je pro nás říše extrémních tlaků stále dost záhadná. Jak asi v takových podmínkách vypadají běžné materiály, které známe z každodenní zkušenosti?

 

Jestli tohle chcete vědět, potřebujete vážně extrémní zařízení. Jako je třeba Národní zážehové zařízení NIF (National Ignition Facility), v laboratořích americké Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL). V dotyčném NIF nedávno vzali maličké kousky mědi, tenčí než lidský vlas, a pak to do nich napálili, zřejmě vším, co tam mají k dispozici.

Díky tomu Dayne Fratanduono z LLNL a jeho kolegové zmáčkli zmíněné vzorky mědi tlakem nepředstavitelných 30 milionů atmosfér. Bylo to na neméně nepředstavitelný zlomek času – méně než miliardtinu sekundy. Tohle extrémní zacházení způsobilo, že se hustota trápené mědi zhruba ztrojnásobila. A měď se na jeden mžik stala nejhustším objektem na téhle planetě.

 

Fratanduono si pochvaluje, že podobná technologická kouzla nebyla ještě donedávna vůbec možná. Experimentální fyzici dnes mohou vytvářet a zkoumat prostředí za podmínek, které si nezadají s jádrem Saturnu nebo Jupiteru. Něco takového ovšem vyžaduje soustředit extrémní množství energie do extrémně malého prostoru. Právě tohle dovedou NIF, tedy v zařízení, kde mají největší a nejvýkonnější laserový systém na světě.

 

Jak přitom zdůrazňuje Fratanduono, problém ani tak není v tom vytvořit podobně hustou hmotu, jako spíš přesně její hustotu změřit. To je extrémně náročné. NIF je jedním z mála zařízení na světě, kde to svedou. Aby mohli pozorovat, jak extrémní tlak mění vlastnosti mědi, tak sledovali její krystalickou strukturu pomocí sérií rentgenových snímků. A zjistili, že se krystalická struktura mědi při extrémním tlaku 30 milionů atmosfér v podstatě nezmění.

 

Výsledky experimentů ukázaly, že je možné přesně předpovědět chování mědi v extrémních podmínkách. A zřejmě to platí i pro ostatní ušlechtilé kovy. Vše nasvědčuje tomu, že kdyby se měď nebo třeba zlato, stříbro, iridium či platina ocitly v jádru Saturnu, tak jejich krystalická struktura bude stejná, jako tady u nás, na zemském povrchu.

 

Video: What's It Like To Work at the National Ignition Facility

 

Literatura

LLNL News 9. 1. 2020, Physical Review Letters 124: 015701.