นักฟิสิกส์ได้พบชั้นแมนเทิลใหม่ใต้โลก

นักฟิสิกส์ในสหรัฐอเมริกาและฝรั่งเศษอ้างว่าสามารถแสดงให้เห็นได้ว่ามีชั้นแมนเทิลที่ไม่เคยมีการพบเจอมาก่อนในแมนเทิลชั้นในเนื่องจากจากการที่อิเล็กตรอนของเหล็กมีสถานะของสปินต่างกันเป็นผลให้ความหนาแน่นในแมนเทิลไม่เท่ากัน นักวัจัยได้พบ "spin transition zone" โดยการทำการทดลองกับตัวอย่างของแมนเทิลชั้นในที่อุณหภูมิและความดันสูง การค้นพบนี้ได้ช่วยในการศึกษาการเคลื่อนที่ของคลื่น seismic ภายในโลก

ชั้นแมนเทิลใหม่นี้อยู่ลึกจากผิวโลกในช่วง 650 ถึง 2800 กิโลเมตร แมนเทิลชั้นในนั้นมีปริมาณมากกว่าครึ่งของขนาดของโลกและมีส่วนประกอบหลักคือ ออกซิเจน, แมงกานีสและซิลิกอน โดยมีเหล็กอยู่ประมาณ 5% ในรูปของสารประกอบเช่น ferropericlase (iron-magesium oxide) และ silicate perrovskite (iron-magnesium silicate)

นักวิทยาศาสตร์พบว่าสถานะสปินของอิเล็กตรอนในเหล็กเป็นตัวทำให้เกิดสมบัติทางกายภาพในแมนเทิลเช่น ความหนาแน่นและความเร็วของเสียงในแมนเทิล โดยนักทฤษฎีก่อนหน้านี้สามารถแสดงให้เห็นได้ว่าสปินจะเปลี่ยนสถานะที่สูงไปยังสถานะที่ตํ่าอย่างช้าๆขณะที่ความดันและอุณหภูมิเพิ่มขึ้นจนถึงถึง 135 GPa และ 4000K ซึ่งจะเท่ากับสภาพของแมนเทิลชั้นใน แต่ Jung-Fu Lin จาก Lawrence Livermore National Laboratory และผู้ร่วมงานจากสถาับนวิจัยอื่นในสหรัฐอเมริกาและ European Synchrotron Radiation Facility ในฝรั่งเศษได้แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนสถานะจะเกิดขึ้นรวดเร็วกว่านี้

ทางคณะได้ทำการทดลองกับ ferropericlase โดยเปลี่ยนความดันในเครื่องทดลองขณะที่รับความร้อนจากเลเซอร์และวันสถานะของสปินด้วย X-ray emission spectroscopy พวกเขาพบว่ามีช่วงของการเปลี่ยนสถานะที่สถานะของสปินจะเกิดการเปลี่ยนในช่วงความลึก 1000 ถึง 2000 กิโลเมตรจากผิวโลก Lin กล่าวว่า "ผลการทดลองของเราแสดงให้เห็นว่ามีการเกิดของชั้นแมนเทิลที่มีการเปลี่ยนสถานะของสปินเรียกว่า spin transition zone" คณะนักวิจัยคิดว่า silicate perovskite น่าจะปรากฎในช่วง spin transition zone แต่พวกเขายังไม่ได้ทำการทดสอบ http://physicsworld.com/cws/article/news/31212