Τι είναι ένα διαμαντένιο κύτταρο αμόνι;

Η κυψέλη άκμονα διαμαντιού είναι μια μηχανή που χρησιμοποιείται από φυσικούς για να βάλει δείγματα σε εξαιρετικά υψηλές πιέσεις (έως ~360 γιγαπασκάλ) με σκοπό την έρευνα των ιδιοτήτων τους, συμπεριλαμβανομένων των μεταπτώσεων φάσης, του ατομικού δεσμού, του ιξώδους και των επιπέδων περίθλασης και της κρυσταλλογραφικής δομής. Τα διαμαντένια κύτταρα άκμονα μπορούν να προσομοιώσουν τις πιέσεις εκατομμυρίων ατμοσφαιρών, αναδημιουργώντας συνθήκες παρόμοιες με εκείνες στο κέντρο της Γης ή μέσα στους γίγαντες αερίων. Είναι από τις μοναδικές εργαστηριακές συσκευές ικανές να δημιουργούν μορφές εκφυλισμένης ύλης όπως το μεταλλικό υδρογόνο.

Οι διαμαντένιες κυψέλες άκμονα λειτουργούν με μια απλή αρχή – με την άσκηση μεγάλης δύναμης σε μια μικρή περιοχή, μπορεί να επιτευχθεί τεράστια καθαρή πίεση. Το διαμαντένιο αμόνι, διάδοχος των αμόνων από κράμα άνθρακα-βολφραμίου, εφευρέθηκε από τους ερευνητές Weir, Lippincott, Van Valkenburg και Bunting στα τέλη της δεκαετίας του 1950 ως μέρος της εργασίας τους στο Εθνικό Γραφείο Προτύπων (NBS). Εκτός από το σκληρότερο υλικό που ήταν διαθέσιμο εκείνη τη στιγμή και ουσιαστικά ασυμπίεστο, το διαμάντι είναι διαφανές, καθιστώντας εύκολη την προβολή των πειραματικών δειγμάτων καθώς συμπιέζονται. Βοηθά επίσης στη διεξαγωγή φασματοσκοπικών πειραμάτων.

Τρία κύρια συστατικά αποτελούν το διαμαντένιο κύτταρο άκμονα. Πρώτα είναι δύο άψογα διαμάντια, με βάρος 1/8 έως 1/3 καρατίων, με παράλληλες όψεις να αντιπαρατίθενται μεταξύ τους. Το culet, το μέρος όπου έρχονται σε επαφή τα δύο διαμάντια, έχει συνήθως διάμετρο περίπου 0.6 mm. Για πειράματα που απαιτούν ακόμη υψηλότερες πιέσεις, το culet μπορεί να γίνει ακόμη μικρότερο.

Το δεύτερο συστατικό της κυψέλης άκμονα διαμαντιού είναι μια συσκευή άσκησης δύναμης, που πιέζει τα διαμάντια το ένα πάνω στο άλλο και από τις δύο πλευρές. Αυτές μπορεί να είναι βίδες που σφίγγουν, πίεση αερίου σε μια μεμβράνη ή ένας απλός μοχλοβραχίονας. Το τρίτο συστατικό του άκμονα διαμαντιού είναι ένα μεταλλικό παρέμβυσμα που περιβάλλει την περίμετρο του αυλακιού, που περιέχει το δείγμα και παρέχει αντίσταση στη συμπίεση στις άκρες, μειώνοντας την πιθανότητα αστοχίας του άκμονα.

Η διαμαντένια κυψέλη άκμονα είναι ένα σημαντικό κομμάτι εξοπλισμού που μας επιτρέπει να προσομοιώνουμε πιέσεις που διαφορετικά δεν θα βλέπαμε ποτέ, δίνοντάς μας πρόσβαση σε έναν κόσμο υλικών που διαφορετικά θα ήταν μη παρατηρήσιμο.