I ricercatori creano accidentalmente nanodiamanti da bottiglie di plastica

Potrebbero letteralmente piovere diamanti sulla superficie di Nettuno e Urano, secondo gli scienziati che hanno recentemente condotto un esperimento per comprendere meglio le atmosfere di questi giganti ghiacciati.

Un gruppo di ricercatori della scuola di ingegneria francese École Polytechnique, del laboratorio tedesco Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) e dell'Università di Rostock hanno tentato di simulare le condizioni trovate su due pianeti massicci costituiti da rocce di ghiaccio e molecole che formano ghiaccio.

L'interno di Urano e Nettuno è composto principalmente da carbonio, idrogeno e ossigeno, una combinazione di elementi che in realtà si trovano in proporzioni simili nel PET (polietilene tereftalato), il polimero che costituisce oggetti di uso quotidiano come bottiglie d'acqua in plastica e imballaggi in plastica. Fortunatamente per la loro ricerca, i fogli in PET sono economici da trovare.

Anche se i giganti ghiacciati sono i pianeti più freddi del nostro sistema solare, con temperature che raggiungono i -373 °F, gli interni possono ancora superare i 10.000 °F, con una pressione atmosferica un milione di volte maggiore di quella della Terra. Per imitare queste condizioni, i ricercatori hanno portato il materiale della loro bottiglia di plastica al National Accelerator Laboratory della California per utilizzare la Linac Coherent Light Source (LCLS), un laser a elettroni liberi di raggi X duri estremamente potente.

Dopo aver sparato sulla plastica dieci impulsi laser ultraconcentrati al secondo, il PET ha raggiunto temperature di 10.832 °F, paragonabili alle temperature interne di Nettuno e Urano. L'impatto del laser sulla bottiglia di plastica ha creato anche un'onda d'urto che ha compresso il materiale ad una pressione pari a quella dei giganti ghiacciati. Il risultato è stato più vistoso del previsto, producendo un'esplosione di nanodiamanti.

"Abbiamo scoperto che questa pressione estrema produceva minuscoli diamanti", spiega Dominik Kraus, fisico dell'HZDR e professore dell'Università di Rostock.

Kraus aggiunge che "i nanodiamanti sono davvero diamanti in termini di struttura cristallina. La stessa struttura cristallina di molte fedi nuziali, solo un milione di volte più piccole. Quindi sì, questi sono veri diamanti. Nel breve lasso di tempo dei nostri esperimenti, non sono tempo sufficiente per crescere ulteriormente. Tuttavia, all’interno dei pianeti dove potremmo avere tempi di crescita di milioni di anni, i diamanti potrebbero essere giganteschi – chilometri o più grandi”.

La scoperta ha implicazioni sia terrestri che celesti. Qui sulla Terra, i diamanti potrebbero ora essere prodotti alla perfezione. "Finora i diamanti di questo tipo sono stati prodotti principalmente facendo esplodere esplosivi", spiega Kraus. "Con l'aiuto dei flash laser, in futuro potrebbero essere prodotti in modo più pulito. Il laser a raggi X significa che abbiamo uno strumento di laboratorio in grado di controllare con precisione la crescita dei diamanti."

Questo potrebbe anche essere un nuovo modo per produrre nanodiamanti utilizzati come “quibit” per l’informatica quantistica e i sensori, o per creare minuscoli diamanti utilizzati per molti abrasivi e agenti lucidanti di livello industriale. Nell’arena spaziale, i risultati potrebbero aiutare ad espandere la nostra conoscenza del tipo più comune di pianeti che fluttuano nell’universo, compreso il fatto che potrebbero avere continue piogge di diamanti scintillanti.

"Pianeti come Urano e Nettuno, anche leggermente più piccoli, si sono rivelati i pianeti più abbondanti al di fuori del nostro Sistema Solare", afferma Kraus. "Comprendere questi pianeti aiuterà quindi anche ad andare più lontano, dove la vita potrebbe esistere al di fuori del nostro Sistema Solare."

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