超級電腦預測外太空存在「超級鑽石」：一種比鑽石還硬的物質

超級電腦「前沿」(Frontier) 近日模擬出一種新的碳相——被稱為「超級鑽石」的物質，理論上比地球上自然產生的鑽石還要堅硬。

超級鑽石和普通鑽石一樣，都是由碳原子組成。這種特殊的碳相結構，由八個碳原子組成，應在常溫常壓下穩定存在，即使在地球實驗室內也能存活。

這種碳相被稱為BC8，是一種高壓相，通常在矽和鍺中發現。研究顯示，碳也能以這種形態存在。

「前沿」超級電腦模擬了數十億個碳原子在極端壓力下的演變，預測BC8碳比普通鑽石對壓縮的抵抗力高出30%。該團隊的研究近期發表在《物理化學快報》上。

「儘管我們多次嘗試合成這種難以捉摸的碳晶體相，包括之前國家點火設施（NIF）的實驗，但目前還未觀察到它的存在，」勞倫斯利佛摩國家實驗室（LLNL）的研究共同作者Marius Millot在實驗室發布會上表示。「但我們相信，它可能存在於富含碳的系外行星上。」

科學家不等待對遙遠星球的更好觀察，就開始研究超級鑽石，因為它只能在極端高壓環境下形成——即這些系外行星的核心。

僅出現在富含碳、高壓的外太空行星核心

「這些富含碳的系外行星極端條件下，可能孕育了如鑽石和BC8這樣的碳結構形式，」該論文的高級作者、南佛羅里達大學物理學家Ivan Oleynik在同一發布會上表示。「因此，深入理解BC8碳相的性質對於發展這些系外行星內部模型至關重要。」

理論上，BC8是一種在超過1000萬大氣壓下穩定存在的碳的最穩定相。「在常溫常壓下的BC8碳相可能是一種新的超硬物質，比鑽石還要堅韌，」Oleynik說。

目前，研究團隊夢想著有朝一日，能夠在實驗室中培育出BC8超級鑽石。

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首圖來源：LLNL cc By4.0

參考論文：

1.Extreme Metastability of Diamond and its Transformation to the BC8 Post-Diamond Phase of CarbonThe Journal of Physical Chemistry Letters