In recente jaren, er is veel energie gestoken in de studie van de smeltcurve van elementen bij hoge druk. Deze informatie is relevant, bijvoorbeeld, voor toepassingen zoals kernsplijtingsreactoren met zeer hoge temperaturen of zeer hoge drukken. Of om de kennis over het binnenste van planeten te verdiepen. Begrijpen wat er met ijzer gebeurt - en met andere overgangsmetalen, zoals niobium - in het binnenste van de aarde is van fundamenteel belang voor elk geofysisch model en opent de deuren naar een nauwkeuriger globaal model voor de studie van het binnenste van planeten.

Echter, fusie blijft een moeilijke faseovergang om te karakteriseren, zelfs met de meest geavanceerde theoretische en experimentele methoden. Aan de experimentele kant, het bereiken en meten van drukken van enkele miljoenen atmosfeer en temperaturen van enkele duizenden graden is erg ingewikkeld. Anderzijds, bereiken en identificeren wanneer een dicht materiaal smelt is ook een uitdaging.

De studie van niobium onder hoge druk en temperatuur is een voorbeeld van de inspanningen en problemen bij het bepalen van de smeltkrommen van metalen. Een internationaal team (Spanje, ONS., Verenigd Koninkrijk en Frankrijk) onder leiding van de ICMUV en onder leiding van onderzoeker Daniel Errandonea (Department of Applied Physics-ICMUV) heeft belangrijke vooruitgang geboekt bij de karakterisering van niobium tot een druk van 130 GPa (1,3 miljoen atmosfeer) en 5500 graden Kelvin. De groep van de Universiteit van Valencia, ook gevormd door David Santamaría-Pérez – onderzoeker van Ramón y Cajal – is erin geslaagd, samen met haar partners, om te bepalen hoe de smelttemperatuur van dit metaal afhangt van de toegepaste druk.

De onderzoeken werden uitgevoerd door een niobiummonster van microscopisch formaat tussen twee diamanten te comprimeren en het tegelijkertijd te verwarmen met behulp van krachtige infraroodlasers. Om het gedrag van niobium onder druk en temperatuur te karakteriseren, een nieuwe methodologie werd gebruikt op basis van een tijdsopgeloste karakterisering door middel van röntgendiffractie met hoge intensiteit, gegenereerd door de synchrotronstralingsbron van de European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) in Frankrijk. Deze resultaten werden gecombineerd met resultaten van schokgolfexperimenten, ontstaan ​​door de impact van een projectiel op het monster, en met computationele simulaties met behulp van dichtheidsfunctionaaltheorie (een alternatieve variatieprocedure voor de oplossing van de Schrödinger-vergelijking) uitgevoerd op supercomputers in het Los Alamos National Laboratory, een laboratorium van het Amerikaanse ministerie van Energie, beheerd door de Universiteit van Californië. De studie is gepubliceerd in het tijdschrift Communicatie materialen.