Naatrium muutub kõrgel rõhul läbipaistvaks

Hariliku toatemperatuuri ja õhurõhu juures on naatrium pehme ja läikiv metall. Ehk mõni lugeja mäletab kooli keemiaklassist klaaspurki, kus õlikihi all lebas pehme metallitükk, mis õhu käes kiiresti tuhmiks tõmbus ja veega kokku puutudes koguni plahvatada võis. Vastne eksperiment näitab, et kõrgetel rõhkudel käitub see metall hoopis eriskummaliselt, kirjutas fyysika.ee ajakirja Nature vahendusel.

Katses kasutatud rõhk küündis üle 200 gigapaskali (üks gigapaskal on rõhk, mis valitseks 100 kilomeetri sügavusel vee all, kui niisugune paik leiduks) ja naatrium muutus seejuures elektriisolaatoriks, mis veelgi kummastavam - nähtavale valgusele läbipaistvaks. Teoreetiliselt põhjendatakse seda ioonkristallile sarnase struktuuri tekkimisega, kus anioonide rolli mängivad lokaliseerunud elektronipaarid.Läbipaistev (199 GPa) ja läbipaistmatu (156 GPa) naatrium.

Erinevaid faasiüleminekuid rõhkudel 100-200 GPa uuriti röntgendifraktsiooni ja Raman-spektroskoopia abil. Esimene meetod võimaldab aine kristallstruktuuri tuvastada selle põhjal, kuidas jaguneb temale langev kindla lainepikkusega röntgenkiirte kimp ruumis pärast hajumist ainel.

Raman-spektroskoopia võimaldab leida aine koostisosakeste võnkumiste ja pöörlemistega seotud energiaid ja seeläbi saada aimu aine siseehitusest. Niisugune uus teave aitab tulevikus koostada paremaid mudeleid veel katsetamata ainete omaduste kirjeldamiseks kõrgetel rõhkudel.