北京時(shí)間7月22日消息，科學(xué)日?qǐng)?bào)報(bào)道，近日勞倫斯利福摩爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）的科學(xué)家們首次實(shí)驗(yàn)性的再造了巨大行星，例如木星、天王星以及很多太陽(yáng)系外新發(fā)現(xiàn)的行星地下深處的環(huán)境。研究人員能夠精確的測(cè)量控制這些行星進(jìn)化的材料特性，這些信息對(duì)于理解巨大天體是如何形成的至關(guān)重要。這項(xiàng)研究主要關(guān)注于碳，后者是宇宙里第四種大量存在的元素（僅次于氫、氦和氧），碳在太陽(yáng)系內(nèi)外的很多類型的行星里起著重要作用。這項(xiàng)研究被發(fā)表在7月17日的期刊《自然》上。

　　利用世界上最大的激光——勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的國(guó)家點(diǎn)火裝置（NIF），勞倫斯利福摩爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、加州大學(xué)伯克利分校和普林斯頓大學(xué)的研究小組將樣本壓縮到地球大氣壓的5000萬倍，這可以與木星和土星中央的壓力相媲美。在NIF的192個(gè)激光里，研究小組使用了176個(gè)精確調(diào)制能量時(shí)間比的激光以產(chǎn)生在短暫時(shí)間內(nèi)壓縮材料的壓力波。盡管鉆石是目前已知最不耐壓的材料，研究小組仍實(shí)現(xiàn)了將鉆石壓縮到比正常環(huán)境里的鉛的密度還要大。

　　“這里研發(fā)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)提供了一種新的能力，能夠?qū)嶒?yàn)性的復(fù)制行星內(nèi)部深處的壓力-溫度環(huán)境，”研究首席作者、LLNL的物理學(xué)家雷·史密斯（Ray Smith）這樣說道。

　　這樣的壓力以前也實(shí)現(xiàn)過，但是只能利用沖擊波，而且后者也會(huì)制造出幾十萬度的高溫，這在行星內(nèi)部里是不現(xiàn)實(shí)的。因此面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)在于保持與行星實(shí)際情況相符的低溫。這個(gè)問題有點(diǎn)類似緩慢的用犁耕沙子，不斷向前推動(dòng)但不要堆積成塔。通過小心的調(diào)節(jié)激光強(qiáng)度隨著時(shí)間的改變就能克服這一挑戰(zhàn)。

　　“探索原子尺度壓力下的物質(zhì)的能力為密集物質(zhì)理論和行星進(jìn)化模型提供了新的約束條件，”LLNL的另一名物理學(xué)家瑞普·柯林斯（Rip Collins）這樣說道。

　　這項(xiàng)研究描述的數(shù)據(jù)屬于對(duì)80多年前量子力學(xué)研究早期做出的預(yù)測(cè)的首次測(cè)試，量子力學(xué)一般被用于描述行星和恒星內(nèi)部的物質(zhì)。雖然最新數(shù)據(jù)和理論還比較相符，但科學(xué)家們還是發(fā)現(xiàn)了一些重要的差異，這表明在極端環(huán)境里的鉆石特性還有隱藏的潛力待挖掘。NIF的未來實(shí)驗(yàn)將關(guān)注于揭開這些謎題。