Sob condições extremas, o ouro reorganiza seus átomos e forma uma estrutura anteriormente desconhecida. E quando as pressões foram empurradas para o equivalente às do centro da Terra, o ouro ficou ainda mais estranho.
A descoberta vem de um novo estudo no qual pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Livermore (LLNL) e da Instituição Carnegie for Science praticaram sua alquimia do século XXI no Laboratório Nacional Argonne, em Illinois. Usando um laser de alta energia, eles aqueceram o ouro a temperaturas extremas e o comprimiram a pressões tão altas quanto as encontradas no centro da Terra.
Mais especificamente, eles colocam um pequeno pedaço de plástico na frente de um pedaço de ouro e, em seguida, disparam um laser de alta energia através do plástico, o que "basicamente causa uma explosão que envia o plástico de sentido único e as ondas de choque na direção oposta". o autor principal Richard Briggs, cientista de pós-doutorado no LLNL.
Essas ondas de choque atingiram o ouro e o fizeram comprimir e aquecer extremamente rapidamente, em nanossegundos. Eles então atingiram o ouro com raios-X e detectaram onde os raios-X refletiam, a fim de descobrir sua estrutura. Esta é "a primeira vez que conseguimos atingir condições de alta pressão e temperatura e observá-las ao mesmo tempo usando raios-X", disse Briggs à Live Science. O que eles viram foi "certamente uma surpresa".
O ouro geralmente forma uma estrutura cristalina que os cientistas chamam de cubo centrado na face (fcc). Imagine um cubo como um dado. Átomos ficavam em cada canto e em cada rosto, disse Briggs. Mas a maioria das experiências conduzidas com ouro envolvia comprimir lentamente e à temperatura ambiente, acrescentou.
Por formar lealmente essa estrutura cúbica centrada na face, o ouro tem sido usado como uma espécie de "padrão" em experimentos de alta pressão para calcular a pressão, disse Briggs. Mas quando Briggs e sua equipe rapidamente comprimiram o ouro em altas temperaturas, ele formou o que é chamado de estrutura cúbica (bcc) centrada no corpo. Essa estrutura mais aberta agrega átomos em um espaço de maneira menos eficiente, o que significa que o ouro não prefere estar nessa forma, disse ele. Se você imaginasse o dado novamente, seria como se átomos estivessem sentados em cada canto, com apenas um átomo no meio.
A descoberta de que o ouro pode formar essa nova estrutura pode mudar a maneira como os cientistas usam o elemento como padrão em experimentos de alta pressão, disse Briggs.
A equipe descobriu que a estrutura do ouro começou a mudar de FCC para Cco em cerca de 220 gigapascais (GPa), 2,2 milhões de vezes a pressão atmosférica do nosso planeta, disseram os pesquisadores em comunicado. Além disso, quando os pesquisadores comprimiram o ouro além de 250 GPa a pressões equivalentes às encontradas no centro da Terra (cerca de 330 GPa), ele derreteu.
Os resultados foram publicados em 24 de julho na revista Physical Review Letters.
