レーザーでダイヤを叩いた結果、20年来の謎はどうなった?

2つの謎を確かめるため、LLNLのチームはロチェスター大学のレーザーエネルギー研究所(LLE)で、レーザーを使って試料を一気に押しつぶす実験を行いました。
舞台となったのは、同研究所の「オメガ・レーザー施設」です。
強烈なレーザーを小さな試料に当てると、その外側の層が蒸発します。
その勢いで、内側のダイヤモンドを強く押しつぶす衝撃波が走るのです。
ただし、この超高圧の状態が続くのは、わずか10億分の1秒ほどしかありません。
研究者たちはその一瞬のうちに、X線回折(X線を当てて原子の並びを調べる測定)をはじめ、いくつもの性質を記録する必要がありました。
ミロー氏は「小さなダイヤモンドの試料を、太陽の表面より熱く、海王星や天王星の中心より高い圧力まで衝撃で押しつぶし、それでも原子の構造や温度、密度、光の反射率を測ることができました」と語っています。
こうしてチームは、地球の中心部(核)の約3倍にあたる圧力で、ダイヤモンドがどのように溶けるのかを測定しました。
その結果、ダイヤモンド研究で長年続いていた2つの食い違いに、決着がついたのです。
さらに実験の測定値は、量子力学にもとづくコンピューター計算とよく一致するようになりました。
約20年前からかみ合わずにいた実験と理論が、ようやく同じ答えにたどり着いたというわけです。
この成果は、実用面でも大きな意味を持つかもしれません。
燃料をダイヤモンドの小さなカプセルに閉じ込めて一気に押しつぶす「慣性閉じ込め核融合」に応用すれば、エネルギーの利得(投入したエネルギーに対して得られるエネルギーの割合)を3倍にできる可能性があるといいます。
また、高圧でのダイヤモンドのふるまいがはっきりすれば、惑星の内部を描くモデルの改善にもつながると期待されています。
ダイヤモンドの雨が降るかもしれない海王星や天王星の奥深くも、今後はより確かな姿で思い描けるようになるかもしれません。
指輪のダイヤも、核融合のカプセルも、氷の巨大惑星に降るかもしれない雨粒も同じ炭素の結晶で、その溶け方をめぐる長年の食い違いは、わずか10億分の1秒ほどしか続かない超高圧の一瞬の中でようやく決着したのです。
ショーケースできらめく小さな石を見かけたら、その奥に惑星の謎と核融合の未来がつまっていることを思い出してみてください。
とはいえ、手持ちの指輪をレーザーで叩いて確かめるのは・・・もったいなくて出来ませんね。























