In een baanbrekende ontdekking heeft een internationaal onderzoeksteam onder leiding van de Universiteit van Rostock en Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) met succes de structuur van vloeibaar koolstof waargenomen en gekarakteriseerd. Deze prestatie, mogelijk gemaakt door een samenwerking met de Science and Technology Facilities Council (STFC) en de European X-ray Free Electron Laser (XFEL), opent nieuwe mogelijkheden voor het begrijpen van planetaire interieurs en het bevorderen van kernfusietechnologieën. De bevindingen werden op 21 mei 2025 gepubliceerd in 'Nature'.
Vloeibaar koolstof, een stof die voorkomt in planeten, heeft een enorm potentieel voor toekomstige technologieën. Het experiment, uitgevoerd bij de European XFEL nabij Hamburg, Duitsland, maakte gebruik van de in het VK gebouwde DiPOLE 100-X (D100-X) laser om vaste koolstofmonsters gedurende slechts miljardsten van een seconde vloeibaar te maken. Tegelijkertijd legde de röntgenbundel diffractiepatronen vast, waardoor de atomaire rangschikking in de vloeibare koolstof werd onthuld.
"Dit is de eerste keer dat we de structuur van vloeibaar koolstof experimenteel hebben kunnen waarnemen", aldus professor Dominik Kraus, hoofd van de Carbon Working Group van de Universiteit van Rostock en HZDR. De metingen toonden aan dat vloeibaar koolstof, met vier naaste buren, structurele overeenkomsten vertoont met vast diamant. Deze precieze kennis is cruciaal voor nauwkeurige planetaire modellering en voor het ontwikkelen van concepten voor kernfusie-energieopwekking.
De DiPOLE 100 lasertechnologie van STFC, die binnenkort beschikbaar zal zijn in het Extreme Photonics Application Centre (EPAC) in het VK, belooft een revolutie teweeg te brengen in toekomstig onderzoek. Volgens professor John Collier, directeur van STFC CLF, vertegenwoordigt het D100-X-systeem jarenlange Britse expertise, waardoor metingen mogelijk zijn die ooit als onmogelijk werden beschouwd. Deze doorbraak maakt de weg vrij voor snellere, efficiëntere experimenten, waardoor mogelijk nog meer geheimen van extreme toestanden van materie kunnen worden ontsluierd.