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摘要：在Linac相干光源下进行的一项实验中，研究人员利用高压和高温模拟了海王星等冰态巨行星内部形成的“钻石雨”。格雷格·斯图尔特/斯拉克国家加速器实验室的一项新研究发现，首次在实验室中产生了科学家认为落入太阳系冰系巨行星的那种钻石雨。这些钻石随后被认为通过气态巨行星的层层下沉，形成一个“钻石雨”，最终沉淀在行星核心周围。
首次在实验室中产生了科学家认为落入太阳系冰系巨行星的那种钻石雨。
位于海王星和天王星等冰系巨行星表面下数千英里处，含碳根据30年前的研究，氢被认为在极端高温和压力下压缩形成钻石。这些钻石随后被认为通过气态巨行星的层层下沉，形成一个“钻石雨”，最终沉淀在行星核心周围。
然而，直到现在，科学家们还不能确定这种钻石雨是否、何时以及如何在深部发现的化学物质、温度和压力中形成冰巨人。[我们的太阳系：行星之旅]
研究人员在加利福尼亚门罗公园的SLAC国家加速器实验室用强激光在聚苯乙烯（一种塑料）中产生冲击波，模拟了冰巨人的内部。这种聚苯乙烯模拟的分子称为碳氢化合物，由甲烷衍生而来，这种化合物使海王星呈现蓝色。这些碳氢化合物被认为是钻石在冰原中间层的高压和高温中形成的。
科学家们用激光产生了成对的冲击波，每一对中的第一个成员都被它更强的伙伴超越。当冲击波重叠时，钻石形成于约8540华氏度（4725摄氏度）的温度和约148万倍于地球海平面大气压的压力。研究报告的主要作者多米尼克·克劳斯说，这种情况类似于海王星和天王星表面下6200英里（10000公里）的环境。
“我们得到了如此清晰的钻石特征，而且钻石形成得如此之快，这是非常令人惊讶的。”，德国赫尔姆霍兹-曾特鲁姆-德累斯顿-罗森多夫研究实验室的一名实验激光等离子体物理学家告诉《太空》杂志我希望能在数据中找到非常微小的暗示，而我们的理论家同事实际上预测，在我们的实验中可能无法观察到钻石的形成。我已经为我的团队准备了一个非常困难的实验和数据分析。但是，从实验的第一刻起，数据就变得非常清晰。
钻石诞生时，科学家们用只有50飞秒长的强烈、快速的X射线脉冲对它们进行了分析——本质上，这台激光相机的“快门速度”是十亿分之一秒的5000万分之一，因此可以捕捉非常快速的化学反应。这些X射线快照有助于捕捉钻石形成时的确切化学成分和分子结构。
在实验中，研究人员看到塑料靶上的几乎每一个碳原子都被整合到几纳米（十亿分之一米）宽的钻石中。他们预测，如果海王星和天王星内部发生类似的反应，钻石可能会变得更大，可能有数百万克拉大。（一克拉是200毫克，也就是0.007盎司。）
，但不要指望这些发现会导致钻石矿商涌向海王星或天王星。
“冰巨星制造的钻石和我们的实验肯定不是宝石质量的切割和抛光亮点，”克劳斯告诉《太空》杂志。相反，它们可能是含有杂质的球形钻石，他说，
研究人员认为，在几千年的时间里，这些钻石会慢慢地沉入冰原内部的冰层中，在冰核周围聚集成一层厚厚的冰层
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