勞倫斯利弗莫爾國家實驗室聯合多國科研團隊，利用定制化激光脈沖技術，首次在實驗室環境下實現了對黃金原子結構在極端壓力下的動態捕捉。這項突破性成果不僅刷新了材料高壓測量的世界紀錄，更為行星科學和核聚變研究提供了關鍵數據支撐。
研究團隊通過羅切斯特大學國家點火裝置（NIF）與OMEGA EP激光系統，將黃金樣品壓縮至地球大氣壓1000萬倍的極端環境。這種壓力強度相當于將埃菲爾鐵塔的重量壓縮至一顆豌豆大小的空間。實驗中，科研人員創新性地采用雙脈沖技術，在維持樣品固態的同時，通過X射線衍射在十億分之一秒內完成原子級成像，成功記錄下黃金從常規狀態到極端壓縮的完整轉變過程。
傳統認知中，黃金在常壓下呈現面心立方（FCC）結構，這種排列方式使其具備優異的延展性。然而新發現顯示，當壓力超過地核壓力兩倍時，黃金原子開始出現部分體心立方（BCC）排列特征。更令人驚訝的是，在最高壓力測試點，兩種晶體結構竟呈現共存狀態。"這就像觀察到冰與水在特定條件下可以同時存在，"項目負責人艾米·科爾曼解釋道，"這種相變共存現象徹底改變了我們對金屬高壓行為的理解。"
該發現具有重要應用價值。作為高壓實驗的標準參照物，黃金的校準精度直接影響著從行星內部模擬到新型材料研發的數百項研究。此前由于缺乏極端壓力下的可靠數據，不同實驗室的測量結果常出現顯著偏差。新建立的黃金相變圖譜將使相關實驗的誤差率降低60%以上，特別是在模擬木星、土星等氣態巨行星內部環境時，數據可靠性得到質的提升。
實驗裝置的突破性設計同樣值得關注。研究團隊開發的低溫壓縮技術，通過精確控制激光脈沖的時序與能量分布，成功將樣品溫度維持在熔點以下。這種"冷壓縮"方法避免了熱運動對原子排列的干擾，為高壓物理研究開辟了新路徑。科爾曼透露："我們正在改進溫度診斷系統，未來將能同時測量樣品內部的壓力-溫度梯度，這對研究地球地幔物質行為至關重要。"
這項發表于《物理評論快報》的研究，已引發國際科學界廣泛關注。歐洲核子研究中心（CERN）的高壓物理組表示，該成果將直接應用于下一代粒子加速器的材料測試。而行星科學領域專家則指出，黃金相變數據的引入，將使巨行星演化模型的預測精度提升至少30%。隨著技術不斷完善，科學家有望在實驗室重現太陽系形成初期的極端環境，為生命起源研究提供全新視角。
