Στο εσωτερικό γιγάντιων πλανητών όπως ο Δίας και ο Κρόνος, το ήλιο βρίσκεται κάτω από ακραίες πιέσεις, εκατομμύρια φορές μεγαλύτερες από αυτές της Γης. Σε αυτές τις συνθήκες, το ήλιο αλλάζει μορφή και επηρεάζει τη δομή και το μαγνητικό πεδίο των πλανητών.
Μια διεθνής ομάδα επιστημόνων κατάφερε για πρώτη φορά στο εργαστήριο να συμπιέσει το ήλιο σε επίπεδα ρεκόρ, αποκαλύπτοντας ότι συμπεριφέρεται διαφορετικά από ό,τι πίστευαν μέχρι σήμερα οι θεωρητικοί.
Το πείραμα με τα διαμάντια και τα λέιζερ
Η μελέτη του ηλίου σε ακραίες συνθήκες είναι δύσκολη επειδή ως αέριο είναι πολύ αραιό. Για να λύσουν αυτό το πρόβλημα, οι ερευνητές ακολούθησαν μια διαδικασία δύο σταδίων:
- Αρχική συμπίεση: Τοποθέτησαν υγρό ήλιο μέσα σε μια ειδική συσκευή με δύο ακίδες διαμαντιού (κυψέλη διαμαντιού). Πιέζοντάς το, κατάφεραν να το κάνουν τρεις φορές πιο πυκνό.
- Το χτύπημα με λέιζερ: Στη συνέχεια, χρησιμοποίησαν το πανίσχυρο λέιζερ OMEGA για να στείλουν ένα ισχυρό κρουστικό κύμα μέσα από το διαμάντι.
Χάρη σε έναν νέο σχεδιασμό με πολύ λεπτότερο διαμάντι, η ενέργεια πέρασε με τεράστια επιτυχία στο ήλιο. Η πίεση έφτασε τα 360 Gigapascals (περίπου 3,5 εκατομμύρια φορές την ατμοσφαιρική πίεση της Γης) και η θερμοκρασία άγγιξε τους 80.000 Kelvin, σχεδόν διπλασιάζοντας τα προηγούμενα παγκόσμια ρεκόρ.
Τι ανακάλυψαν οι επιστήμονες
Η ανάλυση των δεδομένων έδειξε ότι κάτω από αυτή την τρομερή πίεση:
- Το ήλιο συμπιέστηκε πολύ περισσότερο και έγινε πιο ανακλαστικό από ό,τι υπολόγιζαν τα παλιά μοντέλα.
- Το υλικό άλλαξε κατάσταση σταδιακά (συνεχής ιονισμός) και όχι απότομα.
Σε αυτές τις συνθήκες, το ήλιο άρχισε να συμπεριφέρεται πλέον ως υγρό που άγει τον ηλεκτρισμό (ηλεκτρικά αγώγιμο ρευστό).
Η ανακάλυψη αυτή επιβεβαίωσε για πρώτη φορά τις σύγχρονες προσομοιώσεις υπολογιστών. Στο μέλλον, η ομάδα σχεδιάζει να πιέσει το ήλιο ακόμη περισσότερο, για να μελετήσει τις συνθήκες που επικρατούν στους λευκούς νάνους αστέρες.