Một tế bào đe kim cương là gì?

Tế bào đe kim cương là một cỗ máy được các nhà vật lý sử dụng để đặt các mẫu dưới áp suất cực cao (lên tới ~ 360 gigapascals) cho mục đích nghiên cứu tính chất của chúng, bao gồm chuyển pha, liên kết nguyên tử, độ nhớt và nhiễu xạ và cấu trúc tinh thể.Các tế bào Anvil kim cương có thể mô phỏng áp lực của hàng triệu khí quyển, tái tạo các điều kiện tương tự như ở trung tâm của trái đất hoặc bên trong các đại gia khí.Chúng là một trong những thiết bị phòng thí nghiệm duy nhất có khả năng tạo ra các dạng vật chất thoái hóa như hydro kim loại. Các tế bào đe do kim cương hoạt động theo một nguyên tắc đơn giản - bằng cách tạo ra một lượng lớn lực trên một lượng nhỏ, áp suất ròng to lớn có thể thu được.Diamond Anvil, người kế nhiệm Anvils làm bằng hợp kim carbon để ra, được phát minh bởi các nhà nghiên cứu Weir, Lippincott, Van Valkenburg và Bunting vào cuối những năm 1950 như một phần công việc của họ tại Cục Tiêu chuẩn Quốc gia (NBS).Ngoài việc là vật liệu khó nhất có sẵn vào thời điểm đó và hầu như không thể nén được, kim cương còn trong suốt, giúp dễ dàng xem các mẫu thử nghiệm khi chúng đang được nén.Nó cũng giúp tiến hành các thí nghiệm quang phổ. Ba thành phần chính tạo nên tế bào đe kim cương.Đầu tiên là hai viên kim cương hoàn hảo, với trọng lượng từ 1/8 đến 1/3 carat, với các mặt song song đối diện nhau.Culet, nơi hai viên kim cương tiếp xúc, thường có đường kính khoảng 0,6 mm.Đối với các thí nghiệm đòi hỏi áp lực thậm chí cao hơn, Culet có thể được làm thậm chí còn nhỏ hơn.

Thành phần thứ hai của tế bào đe kim cương là một thiết bị khởi hành lực, nhấn kim cương với nhau từ cả hai bên.Đây có thể là các ốc vít siết chặt, khí ép vào màng hoặc một cánh tay cần gạt đơn giản.Thành phần thứ ba của Anvil kim cương là một miếng đệm kim loại bao quanh chu vi của đường ống, chứa mẫu và cung cấp khả năng chống nén trên các cạnh, giảm khả năng bị hỏng anvil.Điều đó cho phép chúng ta mô phỏng những áp lực mà chúng ta sẽ không bao giờ nhìn thấy, cho phép chúng ta truy cập vào một thế giới vật liệu mà nếu không thì không thể quan sát được.