科技日报实习记者 张佳欣

像海王星 和天王星这样的行星内部真的会下“钻石雨”吗？为了找出答案，德国德累斯顿-罗森多夫赫尔姆霍兹中心（HZDR）、罗斯托克大学和法国联邦理工学院领导的 一个国际团队开展了一项新颖的实验，证实了他们早先的观点：在太阳系外围的冰巨星内确实会下“钻石雨”。同时，这项实验还发现了一种生产纳米钻石的新方 式。研究成果发表在最新一期《科学进展》杂志上。

实验中用激光射击了一张简单的PET塑料薄片。撞击箔状材料样品的强激光闪光将其短暂加热至6000℃，从而产生冲击波，在几纳秒内将物质压缩至大气压的数百万倍。科学家们能够确定微小的钻石，即所谓的纳米钻石是在极端压力下形成的。
图片来源：德国德累斯顿-罗森多夫赫尔姆霍兹中心

海王星和天王星等冰态巨行星内部的温度非常高，可达几千摄氏度，压力是地球大气层的数百万倍。冰巨星不仅含有碳和氢，还含有大量的氧。研究人员发现，用于制造普通塑料瓶的PET树脂，在碳、氢和氧之间有很好的平衡，可模拟冰巨星上的活动。

在实验中，研究人员对冰巨星内部进行了简单模拟：用强大的激光照射到一张简单的PET塑料薄片上，瞬间就将其加热到6000℃，并产生可达大气压100万倍的冲击波，在几纳秒内将物质压缩。研究人员发现，这种极端压力产生了微小的钻石，也就是所谓的纳米钻石。

该团队利用直线加速器相干光源（LCLS）X射线激光器进行了实验，用它来分析当强烈的激光击中PET薄膜时会发生什么，是否产生了纳米钻石以及钻石生长的速度和大小。

HZDR物理学家、罗斯托克大学教授多米尼克·克劳斯说：“氧气的作用是加速碳和氢的分解，促进纳米钻石的形成，这意味着碳原子更容易结合形成钻石。”这 进一步支持了这样一种假设，即钻石真的会像雨点一样落在冰巨星内部。这种现象可能不仅存在于天王星和海王星，也存在于银河系中无数其他行星上。

研究小组还发现一个线索：氧气与钻石结合，应该会产生一种不寻常的超离子水，它可帮助创造出冰巨星的磁场。但他们还无法明确地在实验中证明钻石混合物中存在超离子水。

除了证实早前发现，新实验还为定制生产纳米级钻石开辟了前景。这种钻石可用于磨料和抛光剂中，未来还能用于高灵敏度的量子传感器、医用造影剂和高效反应加速器。