Nehmen Sie einen Kristall aus nicht leitendem Mangan und drücken Sie ihn richtig zusammen - er wird zu einem Leiter.
Wissenschaftler unter der Leitung von Warren Pickett führten eine theoretische Studie durch und zeigten, warum ein nicht leitendes Material bei ausreichendem (eigentlich enorm hohem) Druck zu einem Leiter werden kann. An der Arbeit waren auch die russischen Forscher Alexey Lukoyanov von der Ural State Technological University und Vladimir Anisimov vom Institut für Metallphysik in Jekaterinburg beteiligt. Die gewonnenen Daten werden helfen, einen neuen Blick darauf zu werfen, was unter ähnlichen Bedingungen in den tiefen Eingeweiden unseres Planeten passiert.
Manganoxid ist magnetisch, aber unter normalen Bedingungen ein guter Isolator. Die starken Wechselwirkungen zwischen den Elektronen, die die Atome seines Kristallgitters umgeben, erlauben es ihnen nicht, vollständig an der Stromleitung teilzunehmen. Pickett und Kollegen zeigten jedoch, dass Manganoxid bei einem Druck in der Größenordnung von einer Million Atmosphären (1 Megabar) in einen metallischen, dh leitfähigen Zustand übergeht.
Anhand eines Computermodells konnten die Forscher verschiedene Hypothesen zur Erklärung dieses Phänomens testen und seinen Mechanismus identifizieren. Ihnen zufolge macht ein so starker Druck den magnetischen Zustand von Manganatomen instabil und setzt Elektronen frei, die sich frei durch den Kristall bewegen können.
Manganoxid hat ähnliche Eigenschaften wie Eisen- und Siliziumoxide, die den Großteil der Kruste und des Mantels unserer Erde ausmachen. In den tiefen Schichten des Gesteins sind solche extremen Drücke keine Seltenheit, sodass selbst eine theoretische Untersuchung ein neues Licht auf die Vorgänge in den Eingeweiden des Planeten wirft.
Nun, im Weltraum gibt es solche Wunder nicht. Beispielsweise soll es dort (auch im Sonnensystem) oft Eis geben, das äußerst ungewöhnliche Eigenschaften hat und auf der Erde nicht vorkommt – Eis, das die Quelle des Magnetfelds ist. Lies darüber: Ice-XI.
