Le diamant est un matériau naturel composé de cristaux de carbone. Il est considéré comme l’un des plus durs au monde en raison de sa structure dite en « treillis tétraédrique », où chaque atome de carbone est lié à quatre autres atomes de carbone, formant ainsi un treillis tridimensionnel de tétraèdres. Ce type de structure confère une résistance élevée au matériau.
Toutefois, il y aurait un moyen de transformer le diamant en quelque chose d’encore plus dur.
Des physiciens américains et suédois ont en effet mis au point une structure censée être 30% plus résistante à la compression que les diamants.
Ils ont effectué des simulations de dynamique moléculaire précises à l’échelle quantique sur un supercalculateur afin de tester le comportement du diamant sous haute pression et température, ce qui théoriquement devrait le rendre instable.
Leurs résultats ont révélé que, sous certaines conditions, les atomes de carbone dans les diamants pouvaient être poussés à créer une structure inhabituelle.
Cette structure est connue sous le nom de « phase cubique centrée à huit atomes » (BC8) et n’a été observée sur Terre que dans deux autres éléments : le silicium et le germanium.
Le physicien Jon Eggert, du Laboratoire National Lawrence Livermore, a expliqué : « La structure BC8 conserve cette même forme tétraédrique idéale, mais sans les plans de clivage présents dans la structure du diamant [les plans de clivage sont des zones de faiblesse dans la structure cristalline d’un matériau, NDLR]. »
Bien que la théorie soit solide, les tentatives de synthèse ont jusqu’à présent échoué dans la réalité. Cela est dû au fait qu’il existe un intervalle très restreint de températures et de pressions dans lequel la phase BC8 peut se produire, intervalle qui pour l’instant demeure inconnu.
Néanmoins, si la phase BC8 du carbone n’existe pas naturellement sur Terre, les experts pensent qu’elle pourrait se trouver dans les environnements très pressurisés à l’intérieur des exoplanètes.