การสร้างสภาวะที่รุนแรงของแกนโลกขึ้นมาใหม่ต้องใช้ความปราณีตและวิบวับเล็กน้อย ในห้องทดลองของเขาที่สถาบันเทคโนโลยีแห่งโตเกียว Kei Hirose นักฟิสิกส์แร่แรงดันสูงและเพื่อนร่วมงานได้บีบแผ่นเหล็กบริสุทธิ์โดยใช้คีมจับเพชร ตัวอย่างเหล็กมีขนาดเล็ก โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 20 ไมโครเมตร และหนา 10 ไมโครเมตร หรือประมาณหนึ่งในสิบของความหนาของกระดาษถ่ายเอกสาร ขนาดเล็กเหล่านี้ช่วยให้นักวิจัยบีบอัดและทำให้ตัวอย่างร้อนขึ้นอย่างเท่าเทียมกันกับสิ่งที่คล้ายกับสภาวะที่รุนแรงในใจกลางโลก
เหล็กอยู่ระหว่างปลายของเพชร 0.2 กะรัตสองเม็ด
ซึ่งไม่น่าจะแตกหรือบิดเบี้ยวภายใต้แรงที่รุนแรงที่จำเป็นในระหว่างการทดลอง ฮิโรเสะเปรียบรูปร่างของเพชรกับภูเขาไฟฟูจิ ซึ่งแต่ละเม็ดมีรูปร่างเป็นทรงกรวยและมียอดแบนเล็กๆ ที่ตัวอย่างตั้งอยู่ นักวิจัยค่อยๆ บีบเพชรสองเม็ดเข้าด้วยกันเป็นเวลาประมาณ 30 นาที จนกว่าเหล็กจะอยู่ภายใต้แรงกดดันจากแกนกลาง เลเซอร์อินฟราเรดที่เล็งอย่างระมัดระวังจะทำให้ตัวอย่างร้อนขึ้นถึงหลายพันองศา ในที่สุดตัวอย่างก็พร้อมสำหรับการตรวจสอบแล้ว
นักฟิสิกส์สร้างสภาพภายในสุดขั้วของโลกโดยการบีบตัวอย่างเหล็กระหว่างเพชรคุณภาพอัญมณีสองเม็ด
ก. ฮิโรเสะ/สถาบันโตเกียว. แห่งเทคโนโลยี
เนื่องจากอิเล็กตรอนในเหล็กจะเคลื่อนที่ทั้งประจุไฟฟ้าและความร้อน ฮิโรเสะและเพื่อนร่วมงานจึงสามารถวัดค่าการนำไฟฟ้าได้ จากนั้นจึงสรุปค่าการนำความร้อน นักวิจัยติดอิเล็กโทรด ซึ่งปกติแล้วทำจากทองหรือแพลตตินั่ม เข้ากับเหล็กและไหลผ่านตัวอย่าง แรงดันตกคร่อมตัวอย่างช่วยให้นักวิจัยทราบว่าเหล็กต้านทานการไหลของอิเล็กตรอนได้มากเพียงใด
เมื่อเร็ว ๆ นี้ทีมของ Hirose ได้ทำการทดลองเหนือเกณฑ์ประมาณ 1,700 °
ซึ่งกลุ่มของ Cohen คาดการณ์ว่าการชนกันของอิเล็กตรอนจะมีความสำคัญ การทดลองแสดงให้เห็นว่าไม่มีหลักฐานการกระเจิงของอิเล็กตรอน – อิเล็กตรอน Hirose กล่าว อันที่จริง
การทดลองขู่ว่าจะทำให้ความขัดแย้งแย่ลงไปอีก งานนี้แนะนำว่าเหล็กสามารถนำไฟฟ้าได้มากขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ดังนั้นจึงมีโอกาสเกิดการพาความร้อนน้อยกว่าที่เคยคิดไว้
ในปี 2013 ฮิโรเสะและเพื่อนร่วมงานคาดการณ์แนวโน้มดังกล่าวในฟิสิกส์ของโลกและการตกแต่งภายในของดาวเคราะห์โดยแนะนำว่าในที่สุดเหล็กก็ถึงจุดที่ระยะทางเฉลี่ยที่อิเล็กตรอนเดินทางก่อนชนอะตอมจะเทียบได้กับระยะห่างระหว่างอะตอมของเหล็กแต่ละอัน เมื่อถึงจุดนี้ เมื่อมีสิ่งกีดขวางเหลือน้อยลงที่จะชนความต้านทานต่อการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจะราบเรียบแม้ว่าอุณหภูมิจะสูงขึ้นอย่างต่อเนื่องก็ตาม
“เอาล่ะ ตอนนี้เรากลับมาสู่ความขัดแย้งในตอนนี้ ดูเหมือนว่า” สเมียร์นอฟกล่าวหลังจากได้ยินเกี่ยวกับการค้นพบใหม่ของกลุ่มฮิโรเสะ
แม้จะมีค่าการนำความร้อนที่สูงเช่นนี้ ความขัดแย้งหลักใหม่อาจยังคงแก้ไขได้ Driscoll กล่าวในการประชุมของ American Geophysical Union และองค์กรอื่น ๆ ในเดือนพฤษภาคม ความร้อนที่ไหลผ่านภายในโลกมากพอจะสร้างการพาความร้อนได้แม้ว่าค่าการนำไฟฟ้าจะสูงก็ตาม เขากล่าว
ความร้อนที่เพิ่มขึ้นอาจมาจากการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสี ในเดือนเมษายน นักวิจัยรายงานในNatureว่าแกนกลางอาจมียูเรเนียมกัมมันตภาพรังสีและทอเรียม ในปริมาณ มาก ดริสคอลล์คำนวณว่าแม้ปริมาณกัมมันตภาพรังสีเพียงเล็กน้อยในแกนสมัยใหม่ก็จะแปลเป็นการเพิ่มขนาดใหญ่ให้กับสนามแม่เหล็กโบราณ หากกัมมันตภาพรังสีเพียงเล็กน้อยทำให้แกนกลางอุ่นขึ้นในวันนี้ นั่นหมายความว่าเมื่อหลายพันล้านปีก่อนจะมีอะตอมกัมมันตภาพรังสีจำนวนมากอยู่รอบๆ เพื่อช่วยกระตุ้นการไหลของความร้อน เขาอธิบาย
“มีปุ่มอื่นๆ ที่คุณสามารถหมุนเพื่อเอาตัวเองออกจากปัญหาได้” ดริสคอลล์กล่าว
โคเฮนยังคงมั่นใจว่าการกระเจิงของอิเล็กตรอน – อิเล็กตรอนทำให้ค่าการนำไฟฟ้าแกนกลางต่ำลง “เราได้กลับไปตรวจสอบความแข็งแกร่งของผลลัพธ์ของเราอีกครั้ง และดูเหมือนว่าจะแข็งแกร่งมาก” เขากล่าว เขาชี้ให้เห็นว่าการทดลองจำลองสภาพในแกนกลางของโลกนั้นค่อนข้างซับซ้อน เป็นไปได้ที่ฮิโรเสะและเพื่อนร่วมงานอาจมีอุณหภูมิต่ำกว่าที่พวกเขารายงาน การทดลองที่กำลังจะเกิดขึ้นโดยกลุ่มวิจัยอื่นๆ ยังคงแกว่งลูกตุ้มไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง เขากล่าว
สำหรับตอนนี้ ปริศนาที่อยู่รอบๆ แกนกลางและสนามแม่เหล็กของโลกจะยังคงอยู่ ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์กำลังถกเถียงกันถึงสิ่งที่เกิดขึ้นใต้พื้นผิวดาวเคราะห์หลายพันกิโลเมตร “ฉันแน่ใจว่าจะมีการกลับไปกลับมาอีกมากในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า” โอลสันกล่าว “แต่นี่เป็นปัญหาที่ดีที่จะมี นี่คือสิ่งที่ดึงผู้คนออกจากก้นและกระตุ้นให้พวกเขาทำงานมากขึ้น”
credit : norpipesystems.com bisyojyosenka.com ronaldredito.org shortstoryoflifeandstyle.com legendaryphotos.net glimpsescience.net themooseandpussy.com balkanmonitor.net syntagma7.org sierracountychamber.net
