42家单位，122位学者联手，重磅Nature：当碳变成液体！

主要观点总结

通过超亮X射线自由电子激光的脉冲，研究人员在极端压力（超过百万大气压）和高温（约7000开尔文）条件下确定了液态碳的结构。他们发现液态碳具有水状结构的复杂流体特征，每个中心碳原子周围平均存在四个相邻原子。这项研究对于行星内部建模、天体物理环境模拟以及技术应用具有重要意义。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

虽然碳在地球及宇宙中稳定且含量丰富，但其液态性质却鲜为人知。主要原因是碳在常压下会直接升华，液态相需在极高压力下才能形成。

关键观点2: 研究方法

采用脉冲高能激光驱动强冲击压缩波进入固态碳样品，瞬时产生液态碳。利用欧洲X射线自由电子激光装置的超亮X射线脉冲获取结构的原位快照。

关键观点3: 研究成果

揭示了液态碳具有水状结构的复杂流体特征，每个中心碳原子周围平均存在四个相邻原子。发现了压缩态金刚石和固液共存态。绘制了碳在压力-温度相图中的熔融线，并测定了其熔融时的体积变化和潜热。

关键观点4: 研究意义

对于行星内部建模、天体物理环境模拟以及合成碳基材料、惯性约束聚变等技术应用具有重要意义。能够帮助阐明碳在天王星、海王星等冰巨星及类似富碳系外行星内部结构和演化中的作用。