2016年7月26日
华盛顿州立大学的研究人员面临着长期观察物质实时改变其晶体结构的长期科学挑战。
在将硅的样本暴露在巨大的压力下（由于近12,000英里 /小时的塑料弹丸的影响）时，他们记录了从其常见的立方钻石结构到简单的六边形结构的转变。在某一时刻，他们可以看到两种结构，因为冲击波在不到半百万秒的时间内穿过样品。
他们的发现是一种戏剧性的概念证明，用于辨别各种材料的构成的新方法，从受影响的流星到身体装甲再到地球中央的铁。亚博网站下载
WSU Shock Physics教授兼主任Yogendra Gupta说，到目前为止，研究人员不得不依靠计算机模拟跟随结构性转变的原子级变化。新方法提供了一种实际测量物理变化并查看模拟是否有效的方法。
古普塔说：“这是我们第一次确定结构。”“我们一直在假设一些事情，但我们从未测量过。”
研究人员在物理评论的信中写道，这是主要的物理期刊之一，他们的发现已经表明，关于硅转型途径的一些长期假设“需要重新检查”。
这一发现是由一个新设施（位于Argonne National Laboratory的高级光子源的动态压缩部门）做出的。该行业由WSU设计和开发，由美国能源部国家核安全管理局赞助，其国家安全研究任务包括基本的动态压缩科学。亚博老虎机网登录
The Advanced Photon Source synchrotron, funded by the Department of Energy’s Office of Science, provided high-brilliance x-ray beams that pass through the test material and create diffraction patterns that the researchers use to decode a crystal changing its structure in as little as 5 billionths of a second.
“我们正在拍电影，”古普塔说。“我们正在实时观看它们。我们正在制作纳秒电影。”
《物理评论信》论文的首席作者，WSU休克物理学研究所的高级科学家Stefan Turneaure说，研究人员将硅曝光了19吉帕斯卡，近200,000倍的大气压力。他们通过将半英寸的塑料弹丸射入勒克森背部的一块硅，从而实现了这一目标。尽管X射线击中了脉冲样品，但探测器每153.4纳秒捕获了衍射射线的图像，相当于相机快门速度，即几百万分之一秒。
“人们以前从未使用过这样的X射线，” Turneare说。“在单个影响实验中获得这些多个快照是新的。”
Gupta说：“我非常兴奋的是，我们正在展示晶体晶格，这种硅结构如何与这种结构结构有关的六角形结构有关。”“我们可以看到哪个晶体方向变成了哪个晶体方向。斯特凡做得很好。他已经掌握了这一点。我们能够展示这两个结构是如何实时链接的。”
来源：https://wsu.edu/