En condiciones extremas, el oro reorganiza sus átomos y forma una estructura previamente desconocida. Y cuando las presiones fueron empujadas al equivalente de las del centro de la Tierra, el oro se volvió aún más extraño.
El hallazgo proviene de un nuevo estudio en el cual investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) y la Carnegie Institution for Science practicaron su alquimia del siglo XXI en el Laboratorio Nacional Argonne en Illinois. Usando un láser de alta energía, calentaron oro a temperaturas extremas y lo comprimieron a presiones tan altas como las que se encuentran en el centro de la Tierra.
Más específicamente, pusieron un pequeño trozo de plástico frente a un trozo de oro y luego dispararon un láser de alta energía a través del plástico, que "básicamente provoca una explosión que envía plástico de una manera y ondas de choque en la dirección opuesta", dijo. autor principal Richard Briggs, científico postdoctoral en LLNL.
Esas ondas de choque golpearon el oro y lo hicieron comprimirse y calentarse extremadamente rápido, en nanosegundos. Luego golpearon el oro con rayos X y detectaron dónde rebotaban los rayos X para descubrir su estructura. Esta es "la primera vez que hemos podido alcanzar tales condiciones de alta presión y alta temperatura y mirarlas al mismo tiempo usando rayos X", dijo Briggs a Live Science. Lo que vieron fue "ciertamente una sorpresa".
El oro generalmente forma una estructura cristalina que los científicos de materiales llaman cúbico centrado en la cara (fcc). Imagina un cubo como un dado. Los átomos se sentarían en cada esquina y cada cara, dijo Briggs. Pero la mayoría de los experimentos realizados con oro implican comprimirlo lentamente y a temperatura ambiente, agregó.
Debido a que forma tan fielmente esta estructura cúbica centrada en la cara, el oro se ha utilizado como una especie de "estándar" en experimentos de alta presión para calcular la presión, dijo Briggs. Pero cuando Briggs y su equipo comprimieron rápidamente el oro a altas temperaturas, formaron lo que se llama la estructura cúbica centrada en el cuerpo (bcc). Esta estructura más abierta empaqueta los átomos en un espacio de una manera menos eficiente, lo que significa que el oro no prefiere estar en esta forma, dijo. Si imaginaras el dado de nuevo, sería como si los átomos se sentaran en cada esquina, con solo un átomo en el medio.
El hallazgo de que el oro puede formar esta nueva estructura puede cambiar la forma en que los científicos usan el elemento como estándar en los experimentos de alta presión, dijo Briggs.
El equipo descubrió que la estructura del oro comenzó a cambiar de fcc a bcc a unos 220 gigapascales (GPa), que es 2,2 millones de veces la presión atmosférica de nuestro planeta, dijeron los investigadores en un comunicado. Además, cuando los investigadores comprimieron el oro más allá de 250 GPa a presiones equivalentes a las encontradas en el centro de la Tierra (alrededor de 330 GPa), se derritió.
Los hallazgos fueron publicados el 24 de julio en la revista Physical Review Letters.
