Järgnev on väljavõte sellest Ehtsad võltsingud: kuidas võltsitud asjad meile tõeliste asjade kohta õpetavad autor Lydia Pyne.
Osta raamat
Ehtsad võltsingud: kuidas võltsitud asjad meile tõeliste asjade kohta õpetavad
Osta
Esimesed mittelooduslikud teemandid valmistati General Electricu laborites 1954. aasta detsembris.
Alates Lavoisieri ja Tennenti katsetest olid teadlased ja insenerid teadnud, et süsiniku teemandiks muutmiseks on vaja allutada tohutul hulgal soojust ja rõhku, kuid selle väljatõmbamine nõudis vähe katse-eksitusi. Nagu näitasid Hannay, Moissani ja isegi Parsonsi katsed, on tohutu surve tekitamine keeruline, kui mitte lausa ohtlik. Kuid nende varased eksperimentaalsed kujundused ei olnud tingimata vigased – nad vajasid lihtsalt erinevaid tehnoloogiaid ja tootmist, et laboris seda survet tekitada. Vastus tuli Ameerika Nobeli auhinnaga füüsikult Percy Bridgmanilt, kes töötas välja silindrisse pressitud vertikaalse hüdraulilise kolvi, mis tekitas keeruka alasi süsteemi kaudu 4200 atmosfääri rõhku. Bridgmani Harvardi laboratooriumi seintes olid aastaid augud, kus kanister – hellitavalt pomm – välja puhus ja materjalide seintesse sisestas. Teatati, et Bridgman ei lasknud ebausklikult auke kunagi parandada.
1940. aastateks oli New Yorgis Schenectadys asuv General Electric Research Laboratory saanud sünteetiliste teemantide uurimise keskuseks, mis koondas keemia, füüsika ja tööstusinseneri teadlasi. (Schenectadyl oli pikaajaline traditsioon toetada spekulatiivseid uurimisprojekte, isegi kui need ei olnud otseselt seotud elektriseadmete tootmisega.) Meeskonda kuulusid Francis Bund, Herbert Strong, Howard Tracy Hall (üldiselt H. Tracy Hall või Tracy Hall populaarses kirjanduses), Robert Wentorf ja James Cheney ning seda juhtis Anthony Nerad. Projekt kandis koodnimetust “Project Supersurve” ja kõik olid vandunud saladusele. Toetudes Bridgmani tööle, kasutas Superpressure oma katsetes mitut erinevat seadet. Aastaid pühendas meeskond erakordselt aega, jõupingutusi ja ressursse sünteetiliste teemantide valmistamisele – ja mis veelgi olulisem – nende valmistamise õppimisele nii, et neid oleks võimalik korrata. Aastate möödudes hakkas General Electricu juhtkond muretsema, et teemantide tootmine osutub parimal juhul trikklikuks ja halvimal juhul totaalseks rahahädaks. 1954. aasta detsembriks vajas meeskond oma töö õigustamiseks konkreetseid käegakatsutavaid tulemusi – teemante.
8. detsembri õhtul 1954 alustas Herbert Strong katset 151, seades rõhukoonuse seadme hinnanguliselt 50 000 atmosfääri, väntades temperatuuri kuni 1250 °C (2282 °F) ja sadestades süsiniku ja raua segu kahe väikese naturaalsega. teemantide seemnete teemantkristallide kasvatamine. See ei erinenud meetoditest, mida Hannay kasutas aastakümneid varem, ainult Strong kasutas selgelt seemnekristalle. (Nõukogude Liidus läbiviidud teadusuuringud kasutasid teemantide kasvatamise osana seemneteemandeid, nii lähedal kui General Electric suutis öelda.) Enamik Strongi varasemaid katseid oli olnud lühike, kõige rohkem paar tundi. Kuid seekord otsustas ta lasta katsel 151 jäljendada loodust – milleks kulus teemantide tootmiseks miljoneid aastaid – ja vähemalt pikendada katse aega ja lasta sel üleöö joosta.
9. detsembri hommikul kukkusid kaks seemnekristalli tiiglis vabalt, muutumatuna välja. Raua-süsiniku segu plekk oli toru ühte otsa sulanud ja Strong saatis pleki metallurgia divisjoni poleerimiseks. Natuke segaduses saatis metallurgia 15. detsembril tagasi sõnumi, milles teatas Strongile, et nad ei saa tema proovi poleerida, kuna see hävitas poleerimisketta. Ükskõik, mis laigis oli, oli tugev ja kõva – piisavalt kõva, et metallurgia seadmeid välja raiuda – ja ainult teemant võis olla nii tugev. Tugev jutustab: „Kogu grupp kogunes rasket punkti üle vaatama. Esialgu valitses hetkeks jahmunud vaikus. Kas see võib olla teemant? Lõpuks ütles Hall kohtuotsuse: 'See peab olema teemant!' Hilisem röntgenanalüüs kinnitas, et kõnealused teemandid on tegelikult valmistatud laboris.
“Kohe hakkasid mu käed värisema. Mu süda peksis metsikult. Mu põlved läksid nõrgaks ega andnud enam tuge. Kirjeldamatu emotsioon valdas mind ja pidin leidma koha, kus maha istuda!”
16. detsembril 1954 tegi Hall ise sarnase katse, kasutades vanemat tehnoloogiat, kõrgsurvepressi, mida nimetatakse lindiks. Ta lisas raudsulfiidile kaks teemantseemnekristalli ja asetas kõik silindrilisse grafiidist kuumutisse. Järgides hoolikalt rihmaprotokolli, mille ta koostas pärast kuudepikkust aparaadiga töötamist, asetas ta proovi ja lindi alasi vahele õhukesed tantaalmetallist kettad, et hõlbustada proovi kuumutamist. Kõik küpsetati temperatuuril 1600 ° C (2912 ° F) 100 000 atmosfääri rõhu all. Kogu katse kestis 38 minutit.
'Lõhkusin proovikambri lahti pärast selle lindilt eemaldamist. See lõhenes selle tantaalketta lähedal,” rääkis Hall oma avastusest pärast seda, kui nägi ketta külge kleepunud oktaeedriliste kristallide valgussähvatusi. “Kohe hakkasid mu käed värisema. Mu süda peksis metsikult. Mu põlved läksid nõrgaks ega andnud enam tuge. Kirjeldamatu emotsioon valdas mind ja pidin leidma koha, kus maha istuda!” Halli arvates polnud tulemustes kahtlust. 'Ma teadsin, et teemandid on lõpuks inimeste tehtud.'
Järsku, pärast aastatepikkust uurimistööd ja kõigest nädala jooksul, oli General Electricul teemantide valmistamiseks kaks võimalikku võimalust. Järgnevatel nädalatel ei olnud küsimus niivõrd selles, kas teadlased suudavad teemante valmistada. Küsimus oli selles, kas nad saaksid neid uuesti teha kas Strongi või Halli katsekavade järgi. Milline meetod oli parem?
Teadlased veetsid nädalaid, püüdes Strongi tulemusi dubleerida, kuid see ei õnnestunud kunagi. (Strong väitis, et kuumus oli 151. katse öö jooksul märkimisväärselt kõikunud ja et kõikumine mängis jooksu edus oma rolli – see oli parim.) Hall, töötades koos Robert Wentorfiga, kontrollis oma esialgseid tulemusi üsna otsustavalt. Järgmise kahe nädala jooksul valmistasid nad Halli 400-tonnise pressi- ja rihmasüsteemi abil edukalt teemante 20 korda. 31. detsembril 1953 lasi General Electric füüsikul Hugh Woodburyl iseseisvalt kinnitada Halli teemantide valmistamise metoodika.
Nagu paljud teadusajaloo avastused, on täpselt määratleda, kellele peaks avastus kuuluma – ja kellele ajalugu on omistanud –, ning lugu sellest, kes valmistas esimese sünteetilise teemandi ja millal, pole erand. Mitmetes väljaannetes on Strong esile tõstnud grupi tööd, osutades probleemi keerulisele olemusele ja rõhutades, et töö ületas selle, mida üks mees võiks teha.
Hall seevastu tundis end meeskonnast välja tõrjutuna. (Viimse Aja Pühade Jeesuse Kristuse Kiriku praktiseeriva liikmena väitis ta, et oli General Electricus töötamise ajal religioossed eelarvamused.) Samuti tundis ta, et ettevõte on teda alahinnanud: General Electric tõstis oma palka. 10 000 dollarilt kõigest 11 000 dollarini aastatel 1953–1954 ja maksis talle 10 dollari suuruse säästuvõlakirja, hoolimata sellest, et ta teenis oma tööga miljoneid. (See oli mõneti tüüpiline külma sõja aegse uurimislabori jaoks. Ettevõtete teadlased andsid oma intellektuaalomandi õigused üle emaettevõtetele ja said sageli väikeseid boonuseid, nagu see, seoses nende tööst tulenevate patentidega.) Hall lahkus General Electricust. 1955. aasta keskel asus ta Brigham Youngi ülikooli teaduskonnale ja oli mitmete sünteetiliste, laboris kasvatatud teemantide valmistamisega seotud patentide autor. Ta asutas ka ettevõtte MegaDiamond, millest sai lõpuks General Electricu suurim kodumaine konkurent teemantide tootmise alal. Nii Hall kui ka Strong väidavad, et nad on 'esimesed', kes teemante loovad, kuigi enamik loo jutustusi omistab Hallile tema katsete korratavuse tõttu.
General Electric avaldas oma laboris kasvatatud (või kahekümnenda sajandi keskpaiga kõnepruugis 'keemiliste' või sünteetiliste) teemantide tulemused 15. veebruaril 1955. Reporterid kutsuti uurima laboris valmistatud teemantitolmu mikroskoobi all, ja uurimisrühmal olid ranged juhised hoida ema oma töö üksikasjadega kursis. Ajavahemikul 1955. aasta veebruarist märtsini avaldasid ajalehed üle kogu riigi General Electricu edu, kuid neil ei olnud lugejate jaoks tehnilisi üksikasju. Enamik artiklites tsiteeritud inimestest olid juveelieksperdid, kes pidasid neid teemante sel hetkel teemanditurule igasuguseks rahaliseks väljakutseks. Järgnevatel kuudel korraldas General Electric veel mitu pressiüritust (üks näiteks mais 1955 oli Sheratoni hotellis Rochesteris, New Yorgis), kus räägiti mitte ainult sünteesitud teemantide insenerivõimest, vaid ka sellest, kuidas projekt oleks 'õnnistus USA tööstusele'.
Kordustrükk loal: Bloomsbury Sigma, Bloomsbury Publishing Plc, Bedford Square, London UK. Esmakordselt avaldati Ühendkuningriigis 2019. aastal. Autoriõigus © Lydia Pyne, 2019