Dalam kondisi ekstrim, emas menata ulang atom-atomnya dan membentuk struktur yang sebelumnya tidak diketahui. Dan ketika tekanan didorong ke tekanan yang setara dengan yang ada di pusat Bumi, emas menjadi semakin aneh.
Temuan ini berasal dari sebuah studi baru di mana para peneliti dari Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) dan Carnegie Institution for Science mempraktikkan alkimia abad ke-21 mereka di Argonne National Laboratory di Illinois. Menggunakan laser berenergi tinggi, mereka memanaskan emas hingga suhu ekstrem dan mengompresnya hingga tekanan setinggi yang ditemukan di pusat Bumi.
Lebih khusus, mereka meletakkan sepotong plastik di depan sepotong emas dan kemudian menembakkan laser berenergi tinggi melalui plastik, yang "pada dasarnya menyebabkan ledakan yang mengirimkan plastik satu arah dan gelombang kejut dalam arah yang berlawanan," kata penulis utama Richard Briggs, seorang ilmuwan postdoctoral di LLNL.
Gelombang kejut itu mengenai emas dan menyebabkannya mengompres dan memanaskan dengan sangat cepat, dalam nanodetik. Mereka kemudian mengenai emas dengan sinar-X dan mendeteksi di mana sinar-x memantul untuk mengetahui strukturnya. Ini adalah "pertama kalinya kami bisa mencapai kondisi tekanan tinggi dan suhu tinggi dan melihat mereka pada saat yang sama menggunakan sinar-X," kata Briggs kepada Live Science. Apa yang mereka lihat adalah "tentu saja kejutan."
Emas biasanya membentuk struktur kristalin yang oleh para ilmuwan disebut face-centered cubic (fcc). Bayangkan sebuah kubus seperti mati. Atom akan duduk di setiap sudut dan setiap wajah, kata Briggs. Tetapi sebagian besar percobaan yang dilakukan pada emas melibatkan pengompresan secara perlahan dan pada suhu kamar, tambahnya.
Karena dengan begitu setia membentuk struktur kubik yang berpusat pada wajah ini, emas telah digunakan sebagai semacam "standar" dalam percobaan tekanan tinggi untuk menghitung tekanan, kata Briggs. Tetapi ketika Briggs dan timnya dengan cepat mengompresi emas pada suhu tinggi, itu membentuk apa yang disebut struktur kubus berpusat-tubuh (bcc). Struktur yang lebih terbuka ini mengemas atom ke dalam ruang dengan cara yang kurang efisien, yang berarti emas tidak suka berada dalam bentuk ini, katanya. Jika Anda membayangkan mati lagi, itu akan seolah-olah atom duduk di setiap sudut, dengan hanya satu atom di tengah.
Temuan bahwa emas dapat membentuk struktur baru ini dapat mengubah cara para ilmuwan menggunakan elemen tersebut sebagai standar dalam percobaan bertekanan tinggi, kata Briggs.
Tim menemukan bahwa struktur emas mulai berubah dari fcc ke bcc di sekitar 220 gigapascal (GPa), yang merupakan 2,2 juta kali tekanan atmosfer planet kita, kata para peneliti dalam sebuah pernyataan. Terlebih lagi, ketika para peneliti mengkompres emas di luar 250 GPa menjadi tekanan yang setara dengan yang ditemukan di pusat Bumi (sekitar 330 GPa), itu meleleh.
Temuan ini diterbitkan 24 Juli di jurnal Physical Review Letters.
