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Fondere un diamante sembra un controsenso, eppure è esattamente quello che è riuscito a fare un gruppo di scienziati, ottenendo un risultato che ha spiazzato anche chi studia la materia da una vita. Il punto non è tanto il fatto in sé, perché in condizioni estreme quasi tutto cede, quanto il modo in cui il passaggio è avvenuto e la temperatura alla quale si è verificato, più bassa di quella che i modelli teorici avevano messo nero su bianco per anni.
La fama del diamante come materiale indistruttibile nasce da un dato oggettivo, ovvero il fatto che si tratta della sostanza più dura presente in natura. Durezza però non significa eternità, e la differenza tra i due concetti è proprio ciò che rende interessante questo tipo di esperimenti. Basta portare un frammento minuscolo di questo materiale in un ambiente sufficientemente violento e la struttura cristallina che lo rende così resistente smette di reggere.
Pressioni milioni di volte superiori a quella atmosferica
Le condizioni necessarie per arrivare a fondere un diamante sono difficili anche solo da immaginare. Servono pressioni milioni di volte più intense di quella atmosferica, quella che tutti sopportiamo senza accorgercene, e temperature che superano quelle registrate sulla superficie del Sole. Numeri che escono completamente dall’esperienza quotidiana e che si possono riprodurre soltanto in laboratori attrezzati per creare, per una frazione minima di tempo, un ambiente da interno planetario.
Sotto quel tipo di stress il carbonio organizzato nel reticolo del diamante perde la sua rigidità e passa allo stato liquido. Fin qui, in linea teorica, nessuna sorpresa. La sorpresa arriva quando si guardano i dettagli, perché gli esperimenti hanno mostrato che la fusione si innesca a temperature inferiori rispetto a quelle previste dai calcoli. Una differenza che non è un dettaglio da poco, visto che tutta la costruzione teorica attorno al comportamento del carbonio in condizioni estreme si basava su stime diverse.
Nessuna fase intermedia, e una disputa che si chiude
L’altro elemento che ha attirato l’attenzione riguarda il modo in cui avviene il passaggio. Non c’è nessuna fase intermedia, nessun stadio ibrido tra il solido e il liquido in cui il materiale resti sospeso prima di cambiare completamente stato. Il diamante passa direttamente da cristallo a liquido, senza tappe di mezzo. Detta così può sembrare un tecnicismo, ma per chi lavora sui diagrammi di fase è una risposta che cambia parecchio le carte in tavola.
Su questo punto la comunità scientifica discuteva da tempo, con posizioni contrapposte e nessuna prova sperimentale abbastanza solida da mettere tutti d’accordo. Alcuni sostenevano l’esistenza di uno stato intermedio, altri lo escludevano. Gli esperimenti condotti ora hanno fornito il dato mancante, chiudendo di fatto una disputa scientifica che si trascinava da anni senza una direzione chiara.
Il valore di un risultato del genere sta anche in ciò che permette di correggere. Quando si scopre che una soglia reale è più bassa di quella calcolata, tutti i modelli costruiti su quel valore vanno rivisti, e con essi le previsioni sul comportamento del carbonio quando finisce sotto pressioni e temperature fuori scala. Le condizioni estreme riprodotte in laboratorio non sono un esercizio di stile, servono a capire come si comporta la materia dove nessuno può andare a misurarla direttamente.
Resta il fatto, curioso più di ogni altro, che il materiale simbolo della resistenza si comporti in modo meno prevedibile di quanto la fisica avesse messo in conto. Un piccolo pezzo di diamante, spinto oltre ogni limite ragionevole, ha smentito i calcoli e riscritto una pagina che sembrava già chiusa.
