金是高压实验中非常重要的材料，被认为是计算静态金刚石砧细胞实验中压力的“黄金标准”。当在室温下缓慢压缩（大约几秒到几分钟）时，黄金更喜欢面心立方（fcc）结构，压力高达地球中心的三倍。

然而，劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）和华盛顿卡内基研究所的研究人员发现，当金被快速压缩超过纳秒（十亿分之一秒）时，压力和温度的增加将晶体结构变为一个新的阶段。金。这种众所周知的体心立方（bcc）结构变形为比fcc结构更开放的晶体结构。这些结果最近发表在Physical Review Letters上。

“我们发现了一种新的黄金结构，存在于极端状态 - 地球中心发现压力的三分之二，”LLNL的博士后研究员，主要作者理查德布里格斯说。 “新结构实际上在较高压力下的填充效率低于起始结构，考虑到大量的理论预测指出应该存在更紧密的结构，这种情况令人惊讶。”

实验在阿贡国家实验室的高级光子源的动态压缩部门（DCS）进行。 DCS是第一个致力于动态压缩科学的同步加速器X射线设备。这些用户实验是首次在DCS的专用高能激光站hutch-C上进行的一些实验。由于其高Z（提供强X射线散射信号）和相对未开发的高温相图，Gold是理想的研究对象。

该团队发现黄金结构在220 GPa（地球大气压力的220万倍）的压力下开始变化，并在压缩超过250 GPa时开始融化。

“对330 GPa液态金的观察是惊人的，”布里格斯说。 “这是地球中心的压力，比先前在高压下的液态金测量值高出300 GPa。”

从fcc到bcc结构的转变可能是研究最多的相变之一，因为它在钢的制造中具有重要性，其中高温或应力导致两个fcc / bcc结构之间的结构变化。但是，不知道相变机制负责什么。研究小组的研究结果表明，由于压力和温度的影响，黄金在熔化之前经历了相同的相变，未来关注转变机制的实验可以帮助澄清制造强钢这一重要转变的关键细节。

“用于理解高压/高温行为的许多黄金理论模型并没有预测到以身体为中心的结构的形成 - 只有超过10种已发表的作品中的两种，”布里格斯说。 “我们的结果可以帮助理论家在极端压缩下改进他们的元素模型，并期望使用这些新模型来检验化学键合的影响，以帮助开发可在极端状态下形成的新材料。”