سیلیکا تحت فشار بالا
[if gte mso ۹]>
دی
اکسید سیلیکون (
SiO
۲
) که به سیلیکا معروف است، مدلی است برای مطالعه
ی چگونگی تغییر مواد بی
شکل وقتی تحت تاثیر فشارهای بالا قرار می
گیرند. با این حال برخلاف دهه
ها آزمایش، پژوهش
گران هنوز به طور دقیق موفق نشده
اند فازهای مختلف فشاربالایی را که در آن گذارهای دی
اکسید سیلیکون تحت تراکم سریع به خود می
گیرند را تعریف کنند. در آزمایش
های جدیدی که توسط ، سالی جون تریسی (
Sally June Tracy
) از دانشگاه پرینستون در نیوجرسی و همکارانش انجام شده، با استفاده از تراکم شوکی در یک سینکروترون اشعه
ی ایکس، تبدیل
SiO
۲
از یک ماده
ی بی
شکل به یک بلور در فشار ۳۶ گیگاپاسکال را مشاهده کرده
اند. آن
ها همچنین ساختار فاز بلوری را که در کمتر از یک میلی
ثانیه تشکیل می
شود، را تعیین کرده
اند. این نتایج مدل
های برخورد و انفجار شهاب
سنگ
ها را در پوسته
ی زمین، جایی
که
SiO
۲
فراوان
ترین اکسید است، بهبود می
بخشد.
S. J. Tracy et al. , Phys. Rev. Lett. (۲۰۱۸)
تریسی و همکارانش «گلوله های» پلاستیکی را بر یک بره ی شیشه ی SiO ۲ شلیک کرده و بر تغییرات ساختار ماده با استفاده از پراکندگی اشعه ی ایکس نظارت کرده اند. این تیم با تغییر سرعت گلوله ها، فشار موج شوکی ایجاد شده در نمونه ی SiO ۲ را با برخورد گلوله ها کنترل کرده اند. در فشارهای پایین تر از ۳۴ گیگاپاسکال هیچ پیکی در داده ها مشاهده نمی شود که نشان می دهد ماده، شیشه ای باقی می ماند. در فشارهای ۳۶ گیگاپاسکال و بالاتر پیک های تیزی دیده شده اند که نشان از این دارد که این ماده به یک بلور تبدیل شده است. با مقایسه ی داده های تجربی و پیش بینی هایی از شبیه سازی ها که این تیم مشخص کرده اند، این فاز بلوری ساختار استیشوویت ( stishovite ) دارد؛ یک شکل چهار وجهی از SiO ۲ که معمولا در عمق گوشته ی زمین یافت می شود.
SiO ۲ ساده ترین نوع در میان دیگر سیلیکات ها (مثل فلدسپارها و اولیوین) در لایه های زمین است. بنابراین این نتایج به پژوهش گران برای درک رفتار شوکی تراکمی سنگ های مایرید و مواد معدنی کمک می کند.
این پژوهش در مجله ی فیزیکال ریوی لترز انتشار یافته است.
منبع: