拡大する写真・図版ロシア・サハ共和国産のダイヤモンド原石から作られた指輪

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 無色透明なダイヤモンドに170万気圧を超える超高圧を加えると、真っ黒なダイヤになることを、大阪大学大学院工学研究科の尾崎典雅准教授らの研究チームがつきとめた。高圧をかけた一瞬の変化だが、ダイヤの結晶構造は残っていて表面はツヤツヤしており、非常に硬い性質も残っていた。

 宝飾品として知られるダイヤだが、硬さをいかして金属を切るカッターなどの工業製品のほか、研究の材料にも活用される。

 たとえばレーザー核融合の研究では、燃料に使う水素の入れ物として、中が空のダイヤの球形カプセルが使われている。

 核融合で使われるダイヤがどのような状態にあるか、レーザーで加工する際にどのような性質が現れるかなど、極限環境の圧力下での性質を知ることはとても重要だが、これまではよくわかっていなかった。

 そこで、チームは大阪大レーザー科学研究所の世界有数の高強度パルスレーザー装置「激光XII(げっこうじゅうに)号」で、ダイヤに圧力を加えた。

拡大する写真・図版大阪大学レーザー科学研究所の激光XII号レーザー室。奥行きは75メートルほど。両側の緑色のチューブにレーザー光が走る=大阪府吹田市、尾崎典雅・大阪大准教授提供

 まず、ダイヤを接触させて置いた、ポリスチレンなどでできた基板に、激光XII号レーザーを照射。ポリスチレンがプラズマ化して爆発的に膨張し、その反作用として発生した衝撃波がダイヤに伝わることで、超高圧状態ができる。

 すると、加えた圧力が90万気圧までは、ダイヤは通常と同じように透明だったが、90万気圧を超えると、徐々に透明性がなくなっていった。

 170万気圧を超え、体積が圧…

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