摘要
最近在太阳系外发现了一千多颗行星1，2，以及在实验室实现惯性约束聚变的重大推动3.引起了人们对致密物质在数百万到数十亿大气压下如何表现的新兴趣。自托马斯和费米的早期量子统计模型以来，对这种电子简并物质的理论描述已经成熟4，5，6，7，8，9，10现在表明，在核心电子(不仅仅是价电子)影响物质结构和成键的压力下，新的复杂性可能会出现11．无冲击动态(斜坡)压缩的最新进展现在允许实验室访问这种致密物质体系。在这里，我们描述了钻石的斜坡压缩测量，在5兆兆帕(相当于5000万个大气压)的峰值压力下实现了3.7倍的压缩。这些状态方程数据现在可以与第一性原理密度泛函计算相比较12以及长期以来被用来描述巨行星内部、恒星和惯性约束聚变实验中存在的物质的理论。我们的数据也为富含碳的行星的质量半径关系提供了新的约束条件。
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确认
我们感谢NIF工作人员B. Goldstein、Ed Moses、C. Keane、NIF项目的科学应用、C. Wild(德国弗莱堡Fraunhofer应用固态物理研究所)对钻石目标的准备、D. Hicks的分析工作以及M. Millot对已发表的钻石Hugoniot数据的重新分析。这项工作是在美国能源部的赞助下，由劳伦斯利弗莫尔国家实验室进行的，合同编号为DE-AC52-07NA27344，并得到了能源部、加州大学和米勒科学基础研究所的额外支持。
作者信息
作者及隶属关系
贡献
r.f.s.、j.h.e.、d.g.b.、p.m.c.、j.r.p.、A.E.L.和G.W.C.对斜坡压缩试验数据进行了设计、执行和分析。j.h.e.， r.e.r.， L.X.B, r.j.， t.s.d.， J.W.和G.W.C.对EOS模型和理论进行了实验数据的比较。j.b.， T.B.和A.V.H.在获取和计量金刚石台阶样品时起了重要作用。
相应的作者
道德声明
相互竞争的利益
作者声明没有相互竞争的经济利益。
扩展的数据图形和表格
图1与其他高压数据相比，斜坡压缩金刚石应力随密度的变化。
NIF斜坡压缩数据与1σ误差条(蓝色实线)和计算Hugoniots(低初始密度金刚石，红色实线;标准-初始密度金刚石，虚线红线)和计算出的冷曲线(虚线红线)12从DFT;对Hugoniot数据进行简单的Mie-Grüneisen模型简化，以产生外推Hugoniot(低初始密度钻石，橙色实线;标准-初始密度菱形，橙色虚线)和冷曲线(橙色虚线);Vinet19(点虚线灰色)，Birch-Murnaghan20.(灰色虚线)和Holzapfel49(灰色虚线)300-K钻石顶孔数据的外推21，22．阴影区域显示了冷曲线(灰色)和Hugoniot(橙色)的不同模型的范围，大致显示了该超高压区域的不确定性范围。还显示了来自冲击实验的数据(黄色圆圈)37，向上三角形38，开放五边形(使用铝或钼标准)40，下三角形39，蓝色五角形(使用更精确的石英标准)40，开方格18)，等温静态数据(绿圈为红宝石校正数据21，22)和Bradley斜坡压缩数据32(灰色实线)。Bradley的斜坡压缩数据使用全密度金刚石，没有像NIF数据那样使用初始激波。插图显示了N110308、N110516和N110524三个NIF镜头的计算应力密度关系，显示了实验之间的可重复性水平。
权利和权限
关于本文
引用本文
史密斯，R.，艾格特，J.， Jeanloz, R.et al。钻石的斜坡压缩到5兆帕。自然511， 330-333(2014)。https://doi.org/10.1038/nature13526
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发行日期：
DOI：https://doi.org/10.1038/nature13526
这篇文章被引用
超帕斯卡压力下单质镁中开放结构的实验观察
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