Siêu máy tính nhanh nhất thế giới giúp chế tạo kim cương ở 100 triệu độ C

Frontier, siêu máy tính nhanh nhất thế giới đặt tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge của Bộ Năng lượng Mỹ, giúp giải mã sự hình thành của BC8 - siêu kim cương cứng hơn bất cứ vật liệu nào con người từng biết. Ảnh: Gov

Nhóm nghiên cứu của giáo sư vật lý Ivan Oleynik tại Đại học Nam Florida sử dụng Frontier để tìm ra cách sản xuất BC8, được cho là chỉ tồn tại trong lõi của các ngoại hành tinh. Ảnh: Newatlas

Là chất cứng nhất trên Trái Đất, kim cương không chỉ dùng làm trang sức bắt mắt mà còn có rất nhiều ứng dụng, từ khoan giếng địa nhiệt đến làm chất bán dẫn trong pin hạt nhân. Ảnh: Upsbatterycenter

Tuy nhiên, giới khoa học suy đoán rằng BC8 chỉ tồn tại dưới nhiệt độ và áp suất cực lớn trong lõi của các hành tinh lớn gấp Trái Đất ít nhất hai lần. Ảnh: Llnl

Việc tạo ra siêu kim cương BC8 cần hệ thống mô phỏng đạt tới áp suất gấp 10 triệu lần áp suất khí quyển Trái Đất và nhiệt độ gần bằng nhiệt độ bề mặt Mặt Trời. Do đó, việc tiến hành nhiều thí nghiệm vật lý để thử nghiệm sản xuất BC8 khá phi thực tế. Ảnh: Spectrum

Siêu máy tính Frontier có khả năng chạy hàng triệu tình huống mô hình hóa nguyên tử qua hàng triệu nhóm điều kiện để xác định chính xác xem cần những gì để tạo ra BC8. Ảnh: Exascaleproject

Nhóm nghiên cứu tìm ra một bước độc đáo biến carbon thành BC8: Cần làm tan chảy kim cương truyền thống trước khi dung dịch carbon có thể tự sắp xếp lại thành cấu trúc BC8 siêu bền chắc. Ảnh: Tribuneindia

Điều này kết hợp với áp suất và nhiệt độ còn khắc nghiệt hơn - gấp 12 triệu lần áp suất khí quyển Trái Đất và mức nhiệt khoảng 4.700 độ C, gần bằng nhiệt độ bề mặt Mặt Trời. Ảnh: Giantfreakinrobot

Nhóm nghiên cứu đang thử tổng hợp BC8 tại cơ sở NIF thuộc Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore, cơ sở tổng hợp hạt nhân lớn tương đương sân vận động, sử dụng 192 chùm laser mạnh để tạo ra mức nhiệt vượt 100 triệu độ C và áp suất trên 100 tỷ atm. Ảnh: Alcf.anl

P.V