Cos'è una cella di incudine a diamante?

La cella di incudine a diamante è una macchina utilizzata dai fisici per mettere campioni con pressioni estremamente elevate (fino a ~ 360 gigapascal) allo scopo di ricercare le loro proprietà, tra cui transizioni di fase, legame atomico, viscosità e livelli di diffrazione e struttura cristallografica. Le cellule di incudine a diamante possono simulare pressioni di milioni di atmosfere, ricreando condizioni simili a quelle al centro della terra o all'interno dei giganti del gas. Sono tra gli unici apparati di laboratorio in grado di creare forme di materia degenerata come l'idrogeno metallico.

Le cellule di anvil diamante funzionano su un semplice principio - esercitando una grande quantità di forza su una piccola quantità di area, può essere ottenuta un'enorme pressione netta. L'incudine di diamanti, successore di incudini realizzati in lega di carbonio, è stato inventato dai ricercatori Weir, Lippincott, van Valkenburg e stagno alla fine degli anni '50 come parte del loro lavoro presso il National Bureau of Standards (NBS). Oltre ad essere il materiale più difficileDisponibile al momento e praticamente incomprimibile, il diamante è trasparente, rendendo facile visualizzare campioni sperimentali mentre vengono compressi. Aiuta anche a condurre esperimenti spettroscopici.

Tre componenti principali costituiscono la cellula di incudine diamante. I primi sono due diamanti impeccabili, con un peso da 1/8 a 1/3 carati, con facce parallele che si oppongono l'una all'altra. Il culot, il luogo in cui i due diamanti entrano in contatto, di solito ha un diametro di circa 0,6 mm. Per gli esperimenti che richiedono pressioni ancora più elevate, il Culet può essere reso ancora più piccolo.

Il secondo componente della cella di incudine a diamante è un dispositivo di esercitazione della forza, premendo i diamanti l'uno contro l'altro da entrambi i lati. Queste possono essere viti che si stringono, pressando a gas contro una membrana o un semplice braccio a leva. Il terzo componente dell'incudine diamante è una guarnizione metallica che circonda il perimetro del culot, ContaiNing del campione e fornendo resistenza alla compressione sui bordi, riducendo la possibilità di fallimento dell'incudine.

La cella di incudine a diamante è un'importante equipaggiamento che ci consente di simulare pressioni che altrimenti non vedremmo mai, dandoci accesso a un mondo di materiali che altrimenti non sarebbero osservabili.