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1 de Febrero de 2018
Materiales

Diamante en bruto

Un «vídeo» de rayos X revela el proceso de formación de una variedad poco frecuente de diamante.

El cráter de impacto de Barringer, en Arizona. [CHRIS SAULIT, GETTY IMAGES]

Cuando un meteorito que contiene grafito se estrella contra la Tierra, el calor y la presión generados en la colisión pueden transformar esta forma de carbono en un tipo de diamante raro y extremadamente duro. Hace tiempo que los científicos debaten sobre cómo se desarrolla el proceso a nivel atómico. Ahora, se hallan en condiciones de responder algunas preguntas tras haber simulado el impacto y ver en tiempo real cómo se produce la transformación.

En una sala especializada del Laboratorio Nacional Argonne —la primera de su tipo—, el físico de la Universidad Estatal de Washington Yogendra Gupta y sus colaboradores remedaron el impacto de un meteorito disparando una bala de fluoruro de litio contra un disco de grafito a 5,1 kilómetros por segundo. Los investigadores usaron rayos X muy brillantes para «fotografiar» el evento a una velocidad de 150.000 millones de fotogramas por segundo.

«En el contexto de los meteoritos, uno siempre se pregunta si esta transición del grafito al diamante ocurre durante la compresión, o bien como combinación de una deformación y [liberación de tensión] después del choque», comenta Gupta. «Hemos demostrado claramente que sucede durante la compresión.» En concreto, este raro «diamante hexagonal», así llamado por su estructura cristalina, se forma a una presión de 500.000 atmósferas y en una escala de tiempo de milmillonésimas de segundo. El hallazgo apunta a que el impacto necesario para que se genere un diamante de este tipo podría no ser tan violento como se pensaba.

Algunas investigaciones previas indicaban que el diamante hexagonal solo se creaba a presiones casi cuatro veces mayores. Otros estudios habían hallado que el grafito comenzaba a transformarse a presiones más bajas, pero las mediciones con rayos X de esos experimentos revelaban una mezcla de distintos tipos de diamante, por lo que «nadie sabía exactamente cómo ocurría la transición», explica Gupta. La mayoría de las investigaciones anteriores habían examinado las transformaciones atómicas producidas al aplicar una compresión gradual. Por el contrario, los nuevos experimentos muestran la formación de diamantes hexagonales directamente a partir del grafito durante un choque repentino, perfectamente alineados con la dirección del impacto. Los resultados fueron presentados el pasado mes de octubre en Science Advances.

«Lo más emocionante de este trabajo es la manera en que los investigadores determinaron las posiciones precisas de los átomos mientras se pasaba de una estructura cristalina a la otra», explica Lorin Benedict, físico del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore que no participó en el trabajo.

Una vez que disminuyó la presión, el diamante conservó su forma. Ahora, Gupta desea averiguar si se mantendrá estable cuando la tensión se reduzca a cero. Tales experimentos podrían dar lugar a una nueva forma de producir diamantes para uso industrial.

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