金刚石在Mbar压力下激波分裂的直接成像
等离子体物理
2022-07-06 v1 材料科学
摘要
激波在固体中的传播可使其承受数百万大气压的超高压力。理解物质在这些极端压力下的行为对于描述广泛的物理现象至关重要，包括行星、年轻恒星和超级地球核心的形成，以及承受此类应力的先进陶瓷材料的行为。在兆巴（Mbar）压力下，即使是高强度固体也表现出塑性性质，导致激波分裂为两道。这一现象由理论模型描述，但缺乏直接实验测量来证实，其有效性仍受质疑。在此，我们展示了一项实验的结果，其中利用X射线自由电子激光的独特能力，以亚微米空间分辨率直接观察并研究了金刚石中耦合弹塑性波结构的演化。该直接测量首次通过对二维几何中的连续介质力学模拟，拟合并验证了金刚石在数Mbar范围内的强度模型。所提出的激波在固体中研究的实验方法，为直接验证和构建超高压力范围内物质的状态方程开辟了新可能，这与解决高能量密度物理中的多种问题相关。
引用
@article{arxiv.2207.01719,
title = {Direct imaging of shock wave splitting in diamond at Mbar pressures},
author = {S. S. Makarov and S. A. Dyachkov and T. A. Pikuz and K. Katagiri and V. V. Zhakhovsky and N. A. Inogamov and V. A. Khokhlov and A. S. Martynenko and B. Albertazzi and G. Rigon and P. Mabey and N. Hartley and Y. Inubushi and K. Miyanishi and K. Sueda and T. Togashi and M. Yabashi and T. Yabuuchi and R. Kodama and S. A. Pikuz and M. Koenig and N. Ozaki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.01719},
year = {2022}
}
备注
14 pages, 15 figures, submitted to Nature