Изследователи от Университета на Южна Флорида с помощта на суперкомпютъра Frontier на AMD откриха как да синтезират материал, по-твърд от всички познати вещества на Земята. Става въпрос за BC8, който може да съществува в ядрата на гигантски екзопланети и има уникални свойства.

Диамантите се използват широко не само в бижутерийната индустрия, но и в промишлеността поради своята дълготрайност и здравина. Те намират приложение в геотермалните сондажи и в ядрените батерии като полупроводници. Възможността за създаване на вещество, което е още по-здраво от диаманта обаче открива нови хоризонти пред технологиите.

Според учените BC8, или осематомният кубичен диамант може да се образува при екстремни налягания и температури, които се срещат в ядрата на планети, два пъти по-големи от Земята. В лабораторни условия е необходимо да се пресъздаде налягане, 10 милиона пъти по-високо от атмосферното налягане на Земята и температура, сравнима с тази на повърхността на Слънцето.

Суперкомпютърът Frontier, намиращ се в Национална лаборатория Оук Ридж в Тенеси, САЩ беше ключов инструмент в изследването. Той позволи да се моделират милиони атомни взаимодействия и да се определят условията, необходими за образуването на BC8. В процеса на моделиране беше използван софтуерът LAMMPS, специално предназначен за извършване на необходимите изчисления.

Екип от учени, ръководен от професор Иван Олейник е открил, че за да се превърне въглеродът в BC8, традиционният диамант трябва първо да се разтопи, за да може след това течният въглерод да се реорганизира в структура BC8. Това изисква още по-екстремни условия – налягане от 12 милиона атмосфери и температури около 5000 K (над 4726°C).

Сега учените планират да проверят теоретичните резултати на практика в Националната лаборатория „Лорънс Ливърмор“, която използва мощни лазери, за да създаде необходимите условия. Изследователите са уверени в успеха благодарение на изчисленията направени с Frontier.

Тези нови открития не само задълбочават разбирането на физиката на високите температури, но и проправят пътя за създаването на нови свръхздрави материали, които биха могли да намерят широко приложение в различни отрасли.

Откритията са публикувани в The Journal of Physical Chemistry Letters.