Um experimento realizado por cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL), nos Estados Unidos, revelou um comportamento surpreendente do diamante quando submetido a condições extremas de pressão e temperatura. Pela primeira vez, os pesquisadores conseguiram acompanhar o material durante o processo de fusão e descobriram que sua estrutura cristalina permanece praticamente intacta até o momento em que começa a derreter.

O estudo, publicado na revista Nature Physics, desafia previsões teóricas que indicavam que o carbono deveria se transformar em outra estrutura cristalina, conhecida como BC8, antes de atingir o ponto de fusão. A descoberta pode ajudar cientistas a compreender melhor o interior de planetas gigantes, onde materiais são submetidos a pressões semelhantes.

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COMO O EXPERIMENTO FOI REALIZADO

Para reproduzir essas condições extremas, os pesquisadores utilizaram diamantes microcristalinos submetidos a ondas de choque que duraram apenas nanossegundos. Durante o experimento, equipamentos de alta precisão acompanharam em tempo real as mudanças na estrutura do material.

Entre as técnicas utilizadas estavam:

Difração de raios X;

Pirometria para medir temperaturas extremas;

Velocimetria para acompanhar o comportamento do material sob impacto.

Os testes indicaram que o diamante começou a derreter próximo de 7.300 kelvin, o equivalente a cerca de 7.027°C, sob uma pressão próxima de 1 terapascal, valor milhões de vezes superior à pressão atmosférica da Terra.

DESCOBERTA SURPREENDEU PESQUISADORES

Os cientistas esperavam observar a formação da estrutura BC8, considerada mais estável nessas condições por modelos de física quântica. No entanto, essa transformação não aconteceu.

A principal hipótese é que as ligações entre os átomos de carbono são tão resistentes que, como a compressão ocorre em um intervalo extremamente curto, não há tempo suficiente para que os átomos reorganizem sua estrutura antes do início da fusão.

Outro resultado curioso foi a constatação de que, dentro da faixa analisada, a temperatura necessária para derreter o diamante diminui ligeiramente à medida que a pressão aumenta.

Além de ampliar o conhecimento sobre o comportamento do carbono em ambientes extremos, a pesquisa pode contribuir para a criação de modelos mais precisos sobre a composição interna de planetas gigantes e exoplanetas.

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Os resultados também podem beneficiar estudos sobre fusão nuclear por confinamento inercial, tecnologia que utiliza cápsulas de diamante comprimidas por lasers para tentar produzir energia limpa. Compreender exatamente como o material reage nessas condições pode ajudar a aperfeiçoar futuros experimentos e aumentar a eficiência desse tipo de tecnologia.