Höheren Druck als im Erdkern erzeugt ein neues Verfahren, das Raymond Jeanloz vom Lawrence Livermore National Laboratory und seine Kollegen entwickelt haben. Die unter solch extremem Druck anders ablaufenden chemischen Prozesse sollen helfen, den Aufbau massereicher Planeten zu verstehen.

Bisher komprimieren Wissenschaftler Proben, indem sie diese in einer Diamantstempelzelle pressen oder mit Laser beschießen. Das neue Verfahren kombiniert beide Ansätze: Zunächst setzen zwei Diamanten das zu untersuchende Material unter Druck, dann wird einer der Diamanten mit einem leistungsstarken Laser beschossen und verdampft. Die hierbei entstehende Druckwelle verdichtet die Probe weiter – bisher auf mehr als das 10-Millionenfache des Atmosphärendrucks.

Zwar lässt sich auch durch Laserbeschuss allein ein ähnlicher Druck erzeugen, allerdings nur verbunden mit hohen Temperaturen. Die neue Methode erlaubt, die Temperatur zu variieren. Darüber hinaus hoffen die Forscher, mit einem stärkeren Laser den Druck auf das Hundert- bis Tausendfache des heute im Labor Erreichbaren steigern zu können.

Auf der Erde herrschen solche Zustände nur bei unterirdischen Kernwaffentests. Außerhalb unseres Mutterplaneten sind sie jedoch gang und gäbe, sodass Astronomen sich aus den Experimenten neue Aufschlüsse vor allem über die physikalischen Vorgänge im Inneren massereicher Planeten erhoffen.

Auch Geologen nutzen Hochdruckexperimente: So ermittelten sie damit, dass der Erdmantel ab einer Tiefe von etwa dreitausend Kilometern in einen flüssigen Erdkern übergehen muss. Ebenso klärten Versuche die Herkunft von Perowskiten, die nur bei einem Druck von über hunderttausend Atmosphären – also im Erdmantel – entstehen können. (jpb)