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Científicos han logrado crear diamantes a partir de botellas de plástico

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Científicos han logrado crear diamantes a partir de botellas de plástico

En el experimento, se disparó con un láser una sola hoja delgada de plástico PET. Los potentes destellos de láser que golpearon la muestra de material laminar la calentaron brevemente hasta 6000 grados centígrados y, por lo tanto, generaron una onda de choque que comprimió el material a millones de veces la presión atmosférica durante unos pocos nanosegundos. Los científicos pudieron determinar que pequeños diamantes, llamados nanodiamantes, se formaron bajo una presión extrema. Crédito: HZDR / Blaurock

Un equipo de investigación está utilizando destellos láser para replicar el interior de los planetas de hielo, inspirando un nuevo método para crear pequeños diamantes.

Lo que sucede dentro de los planetas como[{» attribute=»»>Uranus and Neptune? An innovative experiment was carried out to find out by a global team led by the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), the University of Rostock, and France’s École Polytechnique. They used intense laser flashes to study what occurred when they shot a laser at a thin sheet of simple PET plastic.

As a consequence, the scientists were able to support their prior hypothesis that diamonds really do rain within the ice giants at the edge of our solar system. Another was that this technique would provide a brand-new approach to making nanodiamonds, which are needed, for example, in very sensitive quantum sensors. The team’s findings were recently published in Science Advances.

Extreme conditions occur in the interior of large icy planets like Neptune and Uranus, with pressure millions of times higher than on Earth and temperatures that can reach several thousand degrees Celsius. However, states like these can be briefly reproduced in the lab by using intense laser flashes to hit a sample of a film-like material, heat it to 6,000 degrees Celsius in the blink of an eye, and create a shock wave that compresses the material to a million times the atmospheric pressure for a few nanoseconds.

“Up to now, we used hydrocarbon films for these kinds of experiments,” explains Dominik Kraus, a physicist at HZDR and professor at the University of Rostock. “And we discovered that this extreme pressure produced tiny diamonds, known as nanodiamonds.”

However, since ice giants also contain significant quantities of oxygen, in addition to carbon and hydrogen, it was only partially able to replicate the interior of planets using these films. When looking for suitable film material, the researchers stumbled upon an everyday substance: PET, the resin used to make ordinary plastic bottles.

“PET has a good balance between carbon, hydrogen, and oxygen to simulate the activity in ice planets,” Kraus explains.

The team carried out their research using the Linac Coherent Light Source (LCLS), a powerful, accelerator-based X-ray laser, at the SLAC National Accelerator Laboratory in California. They utilized it to analyze what transpires when powerful laser flashes hit a PET film while simultaneously using two measuring techniques: X-ray diffraction to detect if nanodiamonds were created and so-called small-angle scattering to see how fast and how big the diamonds grew.

Oxygen facilitates the process

“The effect of the oxygen was to accelerate the splitting of the carbon and hydrogen and thus encourage the formation of nanodiamonds,” says Dominik Kraus, reporting on the results. “It meant the carbon atoms could combine more easily and form diamonds.” This further supports the assumption that it literally rains diamonds inside the ice giants. The findings are probably not just relevant to Uranus and Neptune but to innumerable other planets in our galaxy as well. While such ice giants used to be thought of as rarities, it now seems clear that they are probably the most common form of planets outside the solar system.

The team also encountered hints of another kind: In combination with the diamonds, water should be produced – but in an unusual variant. “So-called superionic water may have formed,” Kraus opines. “The oxygen atoms form a crystal lattice in which the hydrogen nuclei move around freely.” Because the nuclei are electrically charged, superionic water can conduct electric current and thus help to create the ice giants’ magnetic field. In their experiments, however, the research group was not yet able to unequivocally prove the existence of superionic water in the mixture with diamonds. This is planned to happen in close collaboration with the University of Rostock at the European XFEL in Hamburg, the world’s most powerful X-ray laser. There, HZDR heads the international user consortium HIBEF which offers ideal conditions for experiments of this kind.

Precision plant for nanodiamonds

In addition to this rather fundamental knowledge, the new experiment also opens up perspectives for a technical application: the tailored production of nanometer-sized diamonds, which are already included in abrasives and polishing agents. In the future, they are supposed to be used as highly-sensitive quantum sensors, medical contrast agents and efficient reaction accelerators, for splitting
CO2 for example. “So far, diamonds of this kind have mainly been produced by detonating explosives,” Kraus explains. “With the help of laser flashes, they could be manufactured much more cleanly in the future.”

The scientists’ vision: A high-performance laser fires ten flashes per second at a PET film which is illuminated by the beam at intervals of a tenth of a second. The nanodiamonds thus created shoot out of the film and land in a collecting tank filled with water. There they are decelerated and can then be filtered and effectively harvested. The essential advantage of this method in contrast to production by explosives is that “the nanodiamonds could be custom cut with regard to size or even doping with other atoms,” Dominik Kraus emphasizes. “The X-ray laser means we have a lab tool that can precisely control the diamonds’ growth.”

Reference: “Diamond formation kinetics in shock-compressed C─H─O samples recorded by small-angle x-ray scattering and x-ray diffraction” by Zhiyu He, Melanie Rödel, Julian Lütgert, Armin Bergermann, Mandy Bethkenhagen, Deniza Chekrygina, Thomas E. Cowan, Adrien Descamps, Martin French, Eric Galtier, Arianna E. Gleason, Griffin D. Glenn, Siegfried H. Glenzer, Yuichi Inubushi, Nicholas J. Hartley, Jean-Alexis Hernandez, Benjamin Heuser, Oliver S. Humphries, Nobuki Kamimura, Kento Katagiri, Dimitri Khaghani, Hae Ja Lee, Emma E. McBride, Kohei Miyanishi, Bob Nagler, Benjamin Ofori-Okai, Norimasa Ozaki, Silvia Pandolfi, Chongbing Qu, Divyanshu Ranjan, Ronald Redmer, Christopher Schoenwaelder, Anja K. Schuster, Michael G. Stevenson, Keiichi Sueda, Tadashi Togashi, Tommaso Vinci, Katja Voigt, Jan Vorberger, Makina Yabashi, Toshinori Yabuuchi, Lisa M. V. Zinta, Alessandra Ravasio and Dominik Kraus, 2 September 2022, Science Advances.
DOI: 10.1126/sciadv.abo0617

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El telescopio Webb se acerca a los objetos del sistema solar que lanzan chorros al espacio

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El telescopio Webb se acerca a los objetos del sistema solar que lanzan chorros al espacio

Hay una clase de objetos que viajan alrededor de nuestro sistema solar llamados «centauros». No se acercan a la Tierra, pero la NASA acaba de acercar uno de ellos con el poderoso telescopio espacial James Webb.

Se cree que los centauros son objetos helados que se originan en las afueras del sistema solar, donde vive Plutón, pero se han desplazado hacia el interior y ahora habitan los reinos entre Júpiter y Neptuno. Siguen siendo en gran medida un misterio, pero utilizando un instrumento Webb (un espectrógrafo) capaz de identificar la composición de mundos distantes, los científicos han inspeccionado de cerca Centaur 29P/Schwassmann-Wachmann 1, un objeto conocido por emitir chorros de gas.

«Webb realmente abrió la puerta a una resolución y sensibilidad que nos impresionaron: cuando vimos los datos por primera vez, nos emocionamos. Nunca habíamos visto algo así», dijo la investigadora de Goddard Sara Faggi del vuelo espacial de la NASA. Centro que lideró la investigacióndijo en un comunicado de la agencia.

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Podríamos neutralizar un asteroide entrante. Los científicos acaban de demostrarlo.

Si bien el objeto está demasiado distante y demasiado pequeño para obtener una imagen vívida (como la visión de Webb de un vasto mundo como Neptuno), el espectrógrafo de Webb reveló nuevos chorros de gas disparados desde el centauro. Dos de los jets recién descubiertos disparan CO2 (dióxido de carbono) al espacio y otro dispara CO (monóxido de carbono). Los investigadores buscaron agua en estas columnas, pero no detectaron ninguna.

El siguiente gráfico muestra la abundancia de elementos en los chorros observados por Webb (izquierda) y la construcción 3D de la NASA de cómo podría verse Centaur 29P/Schwassmann-Wachmann 1 (derecha).

Ilustración artística del telescopio espacial James Webb observando el cosmos desde una órbita a 1 millón de kilómetros de la Tierra.

Ilustración artística del telescopio espacial James Webb observando el cosmos desde una órbita a 1 millón de kilómetros de la Tierra.
Crédito: GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutiérrez

Como muestran las reconstrucciones anteriores, Centaur 29P podría estar formado por dos objetos pegados durante mucho tiempo (los asteroides y otros objetos del espacio profundo tienden a hacer esto). Esto podría explicar las diferencias en las abundancias de CO2 y CO del objeto.

Pero la causa de estas explosiones de gas sigue siendo un misterio. Los cometas, que son “bolas de nieve sucias” hechas de hielo, rocas y polvo, liberan gases y vapor de agua a medida que se acercan al sol. Pero en los gélidos reinos del sistema solar exterior, hace demasiado frío para que el hielo de centauro se sublime rápidamente o cambie abruptamente de sólido a gas.

Velocidad aplastable de la luz

Para comprender lo que está sucediendo en estos lugares distantes, que son restos perfectamente conservados de nuestro sistema solar temprano y pueden ayudarnos a comprender nuestra evolución planetaria, los científicos necesitarán acercarse nuevamente a Centauro 29P.

«Sólo tuvimos tiempo de mirar este objeto una vez, como una instantánea en el tiempo», dijo Adam McKay, astrónomo y coautor del estudio en la Universidad Estatal de los Apalaches. “Observar estos aviones a lo largo del tiempo nos daría una idea mucho mejor de qué está provocando estas explosiones”, añadió.

Las poderosas capacidades del telescopio Webb

El Telescopio Webb, una colaboración científica entre la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Canadiense, está diseñado para observar las profundidades del cosmos y revelar nueva información sobre el universo primitivo. Pero también analiza planetas intrigantes de nuestra galaxia, así como planetas y lunas de nuestro sistema solar.

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Así es como Webb logra hazañas sin precedentes, y probablemente lo hará durante décadas:

– Espejo gigante: El luminoso espejo de Webb mide más de 21 pies de diámetro. Es más de dos veces y media más grande que el espejo del Telescopio Espacial Hubble. Captar más luz le permite a Webb ver objetos más antiguos y distantes. El telescopio observa estrellas y galaxias que se formaron hace más de 13 mil millones de años, apenas unos cientos de millones de años después del Big Bang. “Vamos a ver las primeras estrellas y galaxias jamás formadas”, dijo a Mashable en 2021 Jean Creighton, astrónomo y director del Planetario Manfred Olson de la Universidad de Wisconsin-Milwaukee.

– Vista infrarroja: A diferencia del Hubble, que observa en gran medida la luz visible para nosotros, Webb es principalmente un telescopio infrarrojo, lo que significa que observa la luz en el espectro infrarrojo. Esto nos permite ver mucho más del universo. El infrarrojo tiene más tiempo longitudes de onda que la luz visible, por lo que las ondas de luz se deslizan más eficientemente a través de las nubes cósmicas; la luz no choca con tanta frecuencia y no es dispersada por estas partículas densamente empaquetadas. En última instancia, la visión infrarroja de Webb puede penetrar lugares donde el Hubble no puede.

“Esto levanta el velo”, dijo Creighton.

– Observar exoplanetas distantes: El telescopio Webb Lleva equipos especializados llamados espectrógrafos. que revolucionará nuestra comprensión de estos mundos distantes. Los instrumentos pueden descifrar qué moléculas (como agua, dióxido de carbono y metano) existen en las atmósferas de exoplanetas distantes, ya sean gigantes gaseosos o mundos rocosos más pequeños. Webb estudia exoplanetas en la Vía Láctea. ¿Quién sabe qué encontraremos?

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«Podríamos aprender cosas en las que nunca pensamos», dijo Mercedes López-Morales, investigadora de exoplanetas y astrofísica de la Centro Harvard y Smithsonian de Astrofísicadijo Mashable en 2021.

Los astrónomos ya han descubierto intrigantes reacciones químicas en un planeta a 700 años luz de distancia y han comenzado a observar uno de los lugares más esperados del cosmos: los planetas rocosos del tamaño de la Tierra del sistema solar TRAPPISTA.

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El Sol libera una monstruosa llamarada X7.1 que podría sobrecargar las auroras de la Tierra (vídeo)

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El Sol libera una monstruosa llamarada X7.1 que podría sobrecargar las auroras de la Tierra (vídeo)

El sol dio la bienvenida a octubre con estilo, provocando dos potentes brotes en poco más de 24 horas.

El más reciente de los dos fue un llamarada solarel más poderoso de su tipo – y era un poderoso escala de clasificación de llamaradas. Esto alcanzó su punto máximo el martes 1 de octubre a las 6:20 p. m. EDT (22:20 p. m. GMT).

De acuerdo a Clima espacial.comesta erupción fue una de las más grandes del actual ciclo solar 25, ubicándose en segundo lugar detrás de la erupción masiva de X8.7 el 14 de mayo. (Actividad de el sol aumenta y disminuye en un ciclo de 11 años.) Una pérdida parcial o completa de las señales de radio de alta frecuencia (HF) es probablemente el resultado de la explosión en las partes iluminadas por el sol de la Tierra. Esto incluiría partes del hemisferio occidental, el océano Pacífico, Australia y la región de Asia y el Pacífico.

La nave espacial Observatorio de Dinámica Solar de la NASA capturó esta vista de una erupción solar X7.1 que entró en erupción el 1 de octubre de 2024. (Crédito de la imagen: NASA/SDO y los equipos científicos AIA, EVE y HMI, helioviewer.org)

A eyección de masa coronal (CME), una erupción masiva de plasma solar, se ha asociado con la llamarada X7.1, informó Spaceweather.com. La CME se dirigía hacia la Tierra y se espera que golpee nuestro planeta el viernes (4 de octubre), probablemente generando una fuerte tormenta geomagnética que podría sobrecargarse. amanecer póster.

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La NASA apaga el instrumento científico Voyager 2 a medida que disminuye la energía

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La NASA apaga el instrumento científico Voyager 2 a medida que disminuye la energía

Los ingenieros de la NASA apagaron uno de los instrumentos científicos de la Voyager 2 debido a la disminución de la energía eléctrica de la nave espacial mientras explora el espacio interestelar.

La Voyager 2 fue lanzada al espacio el 20 de agosto de 1977 y abandonó el sistema solar el 5 de noviembre de 2018. Actualmente se encuentra a 20,5 mil millones de kilómetros (12,8 mil millones de millas) de la Tierra y utiliza cuatro instrumentos científicos para estudiar el espacio más allá de la heliosfera, la órbita del sol. burbuja de influencia alrededor del sistema solar. La NASA cree que la Voyager 2 tiene potencia suficiente para seguir operando un instrumento científico hasta bien entrada la década de 2030, pero para ello es necesario seleccionar cuál de sus otros instrumentos debe apagarse.

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