Hvad er en Diamond Anvil Cell?
Diamant-amboltcellen er en maskine, der bruges af fysikere til at sætte prøver under ekstremt højt tryk (op til ~ 360 gigapascals) med det formål at undersøge deres egenskaber, herunder faseovergange, atombinding, viskositet og diffraktionsniveauer og krystallografisk struktur. Diamant-amboltceller kan simulere tryk fra millioner af atmosfærer, hvilket genskaber forhold, der ligner dem i midten af Jorden eller inde i gasgiganterne. De er blandt de eneste laboratorieapparater, der er i stand til at skabe former for degenereret stof som metallisk brint.
Diamant-amboltceller fungerer efter et simpelt princip - ved at udøve en stor mængde kraft på en lille mængde areal kan der opnås et enormt nettotryk. Diamant ambolten, efterfølger af ambolt lavet af carbon-wolframlegering, blev opfundet af forskerne Weir, Lippincott, Van Valkenburg og Bunting i slutningen af 1950'erne som en del af deres arbejde på National Bureau of Standards (NBS). Ud over at være det hårdeste materiale, der var tilgængeligt på det tidspunkt og praktisk talt ukomprimerbart, er diamanten gennemsigtig, hvilket gør det let at se eksperimentelle prøver, mens de komprimeres. Det hjælper også med at udføre spektroskopiske eksperimenter.
Tre hovedkomponenter udgør diamant-amboltcellen. Først er to fejlfri diamanter med en vægt på 1/8 til 1/3 karat, med parallelle flader mod hinanden. Kuleten, det sted, hvor de to diamanter kommer i kontakt, har normalt en diameter på ca. 0,6 mm. For eksperimenter, der kræver endnu højere tryk, kan kuleten gøres endnu mindre.
Den anden komponent i diamant-amboltcellen er en kraftudøvende enhed, der presser diamanterne mod hinanden fra begge sider. Dette kan være skruer, der strammes, gaspresning mod en membran eller en simpel grebarm. Den tredje komponent af diamant ambolten er en metallisk pakning, der omkranser omkredsen af kuleten, der indeholder prøven og giver modstand mod kompression i kanterne, hvilket mindsker muligheden for amboltsvigt.
Diamant-amboltcellen er et vigtigt udstyr, der giver os mulighed for at simulere tryk, som vi ellers aldrig ville se, hvilket giver os adgang til en verden af materialer, som ellers ville være uobservable.