Un grupo de investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore consiguió fundir diamante en condiciones controladas de laboratorio, un hito que permite responder una incógnita científica que persistía desde hace dos décadas. Este trabajo aporta información clave para comprender el comportamiento del carbono en el interior de planetas como Neptuno y Urano.
El experimento reveló cómo se comporta el diamante cuando es sometido a presiones y temperaturas extremas, un escenario que interesa a los científicos porque podría ayudar a explicar la hipótesis de la lluvia de diamantes, mencionada desde hace años en estudios sobre los gigantes de hielo del sistema solar.
El estudio, publicado en la revista Nature Physics, fue dirigido por físicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore y se realizó en el Laboratorio Láser Omega de la Universidad de Rochester, en Estados Unidos. Allí, un láser destruyó la capa exterior de una muestra de diamante y generó una onda de choque en su interior.
Esa compresión llevó al material a una presión tres veces mayor que la del núcleo de la Tierra y a temperaturas similares a las de la superficie del Sol durante una fracción mínima de tiempo. Para seguir el proceso, los investigadores emplearon varios instrumentos, entre ellos una técnica de rayos X de alta velocidad.
¿Qué logró resolver el experimento?
Uno de los resultados centrales fue cerrar una diferencia entre mediciones previas y cálculos teóricos. Los estudios anteriores sobre el punto de fusión del diamante mostraban una brecha de hasta 20% frente a lo que indicaban los modelos físicos.
En términos simples, los científicos no lograban hacer coincidir completamente lo que observaban en el laboratorio con lo que predecían las simulaciones. Con los nuevos datos, el equipo concluyó que las mediciones sí encajan con los modelos modernos que describen el comportamiento del carbono en esas condiciones extremas.
El hallazgo que más llamó la atención fue otro. El experimento indicó que, bajo ciertas condiciones, el diamante sólido puede ser menos denso que el carbono líquido. Esta idea puede sonar extraña, aunque tiene un paralelo conocido: el hielo flota sobre el agua. En este caso, la comparación sirve para mostrar por qué el resultado sorprendió a los investigadores.
¿Qué relación tiene con Neptuno y Urano?
El trabajo refuerza una hipótesis que la ciencia planetaria analiza desde hace años. En el interior de Neptuno y Urano, la presión y la temperatura serían tan altas que el carbono podría formar diamantes, fundirse y caer hacia capas más profundas del planeta.
Los expertos señalaron que ese movimiento ayudaría a explicar parte de la energía que Neptuno libera al espacio. La idea es que esa “lluvia” de material generaría calor al desplazarse hacia el interior.
Los nuevos datos no prueban por sí solos que ese fenómeno ocurra exactamente de esa manera en esos planetas, pero sí aportan evidencia experimental sobre las condiciones necesarias para que el proceso sea posible.
¿Para qué puede servir en la Tierra?
El resultado también interesa por una razón práctica. El experimento se conecta con las investigaciones sobre fusión nuclear, un campo que busca reproducir reacciones similares a las del Sol para producir energía, según los científicos a cargo del estudio.
El Laboratorio Nacional Lawrence Livermore alberga la Instalación Nacional de Ignición (NIF), uno de los principales centros de Estados Unidos para este tipo de ensayos. Allí los científicos usan pequeñas cápsulas de combustible y buscan generar más energía de la que consume la reacción.
En ese contexto, los autores calcularon que un impacto inicial más lento y más suave sobre una cápsula de diamante podría elevar hasta tres veces la energía liberada en relación con la del combustible contenido en esa cápsula.
Ese avance no alcanza todavía para convertir el sistema en una fuente de electricidad lista para uso masivo. Aun así, el estudio suma una pieza importante para mejorar futuros experimentos en un área en la que los investigadores buscan dar pasos concretos hacia reactores más eficientes.
Fuente: Infobae