Алмаз стал графитом с помощью рентгеновского лазера

Как известно, под действием температуры, происходят фазовые превращения, для примера рассматривается переход алмаза в графит или белого олова в серое. Но есть и формы необычных исключений. Как показали исследования, облученный мягким рентгеновским излучением алмаз превращается в графит по иному механизму, без необходимости нагрева материала.

Одинаковый состав атомов углерода содержится в алмазе и графите, только они по разному упакованы в материале, и это не смотря на присутствие огромной разницы в свойствах. Помещенный в условия высокого давления и температур графит может заставить поменять атомы свою упаковку. Это один из способов, применимый к синтезу алмазов в промышленных условиях. Возможно выполнение и обратного процесса, когда действие тепла превращает алмаз обратно в графит.


Новая работа ученых позволила впервые провести наблюдение подобного превращения алмаза в графит, а так же определить масштабы времени этого действия. Возбуждение в алмазе электронов физики осуществили с применением рентгеновского лазера FERMI, на принципе свободных электронов. После действия коротких рентгеновских импульсов, образец исследовался просвечиванием импульсов оптического лазера, таким образом возможно обнаружение изменений в его прозрачности, которое вызывает процесс образования графита. Как оказалось, алмаз почти полностью теряет прозрачность по истечении 150 фемтосекунд (0,15 в пикосекундах) после воздействия облучения. По меньшей мере, это на целый порядок быстрее, чем при термических процессах.

Ученые успешно разработали математическую модель, описывающую детально процесс графитизации не только для алмазов, но и для превращений других возможных материалов.