Tác giả: Jon Cartwright
(Nguồn:http://physicsworld.com)
Các nhà Vật lýở Mỹ và Pháp công bố đã tìm thấy một lớp chưa được biết đến của vỏ bên dưới của trái đất mà ở đó các trạng thái spin của electron của nguyên tố sắt đảo chiều làm thay đổi mật độ của vỏ trái đất. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện rằng “vùng chuyển tiếp spin” khi nghiên cứu các mẫu vật chất ở lớp vỏ bên trong trái đất ở nhiệt độ và áp suất cao trong phòng thí nghiệm. Những phát hiện này có thể ảnh hưởng đến cách hiểu của chúng ta về sự lan truyền của các sóng chấn động ở bên trong trái đất (Science 317 1740).
Nằm ở độ sâu từ 650 đến 2800 km bên dưới bề mặt trái đất, lớp vỏ bên dưới tạo ra hơn 1/2 thể tích của trái đất và lớp vỏ này được tạo thành chủ yếu từ các hợp chất có chứa Oxi, Manhê và silicon. Tuy nhiên, khoảng 5% là sắt chứa trong những hợp chất như là , ferropericlase (một ô xít sắt – manhê) và silicate perovskite (một muối silicat sắt – ma nhê).
Xem hình phóng to
Các nhà khoa học biết rằng trạng thái spin của electron trong sắt giúp tác động đến những thuộc tính vật lý của lớp vỏ trái đất như mật độ và tốc độ âm thanh khi xuyên qua nó. Những nhà lý thuyết ngày nay đã chỉ ra rằng những spin có thể chuyển đổi dần dần từ trạng thái “cao” đến trạng thái “thấp” khi áp suất và nhiệt độ tăng lên đến 135 GPa và 4000 K ở phần đáy của lớp vỏ bên trong của trái đất. Nhưng bây giờ Jung-Fu Lin (từ phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore) và các đồng nghiệp từ những học viện khác của Mỹ và tổ chức Synchrotron Radiation Facility của châu Âu tại Pháp đã cho thấy rằng sự chuyển đổi spin có ít nhiều bất ngờ hơn thế.
Nhóm của Lin đã nghiên cứu ferropericlase để thay đổi áp suất trong một khuôn đúc kim cương trong khi đốt nóng nó bằng laser và vẽ biểu đồ những trạng thái spin bằng cách dùng phổ bức xạ tia X. Họ phát hiện thấy rằng có một vùng chuyển đổi xác định mà ở đó các trạng thái spin chuyển đổi qua lại, vùng này nằm ở độ sâu giữa 1000 và 2200 km. “Nnhuwngx kết quả của chúng tôi cho thấy rằng sự xuất hiện của một lớp mới được xác định bieur sự chuyến đổi spin goi là vùng chuyển đổi spin”, Lin nói. Những nhà nghiên cứu tin rằng silicate perovskite – một nguồn lớn của sắt trong lớp vỏ bên trong – có thể cũng sẽ tạo ra một vùng chuyển đổi spin dù rằng họ chưa kiểm tra được điều này.
Về tác giả: Jon Cartwright là một phóng viên của physicsworld.com
Dạy và học Vật lý 