研讨会：行星内部的实验室探索

《Reviews of Modern Physics》：Colloquium: Laboratory exploration of planetary interiors

　　天基和地基观测站正源源不断地发现系外行星系统和新世界。要理解这些致密天体的组成、演化和意义，就必须揭示其内部的性质——在那里，由于引力的巨大压迫作用，压力可达数百万（数百吉帕）至数十亿（数百太帕）个大气压。这些条件跨越了化学压力（约100吉帕=10^6大气压，此时外部力超过化学力）、原子压力（约30太帕=3×10^8大气压，足以破坏原子的壳层结构），直至热核聚变的初始阈值（约30帕帕=3×10^11大气压，这大致是巨行星内部压力的上限）。借助当今的高能量密度设施（包括高能激光器和脉冲功率设施），人们才刚刚有可能理解如此极端条件下的物质。许多发现已经重塑了我们对极端物质的理解和直觉，包括氢金属化中显著的密度-温度依赖性、木星和土星深内部条件下氦与氢的相分离、天王星和海王星深内部条件下水和氨的超离子相、碳氢化合物压缩时金刚石的形成与持续存在，以及二氧化硅熔融为导电聚合物“汤”从而使类地行星系统岩浆洋的形成成为可能。本综述描述了一系列正在进行的激光诱导动态压缩实验，旨在表征这些未知极端条件下物质的性质，并介绍了一些意外发现及其行星科学意义。