Wissenschaftler haben zum ersten Mal erfolgreich die Struktur von flüssigem Kohlenstoff beobachtet. Dieser Durchbruch wurde durch Laserkompressionstechniken erzielt. Das Experiment liefert neue Einblicke in die Eigenschaften von Kohlenstoff unter extremen Bedingungen.
Forscher am European XFEL in Schenefeld nutzten ultrakurze Röntgenlaserpulse. Dies ermöglichte es ihnen, Echtzeitmessungen vorzunehmen, als sich fester Kohlenstoff kurzzeitig in Flüssigkeit verwandelte. Die Methode umging die Herausforderung, dass Kohlenstoff bei Standarddruck verdampft.
Die Studie ergab, dass flüssiger Kohlenstoff eine wasserähnliche Struktur aufweist. Er hat vier nächste atomare Nachbarn, ähnlich wie Diamant. Diese Erkenntnis bestätigt Vorhersagen aus Simulationen und verfeinert den bekannten Schmelzpunkt von Kohlenstoff.
Der experimentelle Aufbau umfasste die Kopplung der Hochgeschwindigkeits-Röntgenpulse des XFEL mit dem DIPOLE 100-X-Laser. Dies ermöglichte simultane Laserkompression und Röntgenbeugungsmessungen. Die Forschung hat Auswirkungen auf die Planetenforschung und die Modellierung der Kernfusion.