Исследователи из Национальной ускорительной лаборатории SLAC впервые провели наблюдения в реальном времени за тем, как кремний превращается в стекло под действием мощной ударной волны. Вроде той, что образуется при падении метеорита.

Результаты предполагают, что метеориты, падавшие на Землю и другие объекты Солнечной системы, были меньше, чем считалось раньше. Эти новые данные важны для моделирования формирования планетарного тела и интерпретации сведений о влиянии на его поверхность.

В экспериментах использовался лабораторный сверхвысокоэнергетический рентгеновский лазер (линейный ускоритель-источник когерентного излучения или LCLS), чьи сверхбыстрые импульсы могут выявить процессы, происходящие в миллионных долях миллиардных долей секунды с атомарным разрешением.

«Мы впервые смогли полностью визуализировать, что происходит с материалом, составляющим значительную часть земной коры», — сказала Арианна Глисон, главный исследователь.

Проект представлен в Nature Communications.

Ученые давно знали, что падение метеоритов переводит кремний в твердую, аморфную фазу, известную как шок-стекло (shocked glass). Но они слабо представляли процесс формирования материала. Ранее специалисты пытались оценить давление, необходимое для запуска трансформации, путем изучения образцов из оставленного метеоритом кратера. Они также сдавливали образцы минералов в лаборатории, но не добивались нужного результата.

Сейчас исследователи применили лазеры для получения ударной волны, сдавливающей кремниевый образец, и изучения его реакции по наносекундной временной шкале.

Дальнейшая работа с LCLS может пролить свет на различные космические вопросы. Например, как водяной пар или метан, которые часто обнаруживают в марсианских метеоритах, изначально попадают внутрь объектов.