近日，物理学家通过一项创新实验，成功推断了地球内核边界的温度，这一成果对于理解地球磁场等重要地球物理现象具有重要意义。相关研究成果已在《物理评论快报》杂志上发表。

据研究人员介绍，地球的核心主要由铁组成，分为熔融的外部和固体的内部两部分。其中，结晶的中心部分对于确保液体成分中的物质对流至关重要，这种对流在地球周围产生了磁场，对地球生态和动物迁徙等行为产生了重要影响。

为了准确测定地球内核边界的温度，物理学家们对铁的相图进行了深入研究。相图模型能够确定金属在不同压力和温度下的状态，是理解地球内部特征的关键。然而，由于铁的发射率较低，直接高温测量的精度较差，而间接热力学计算又依赖于所选的热导率模型，导致结果存在10-20%的误差。

为了克服这一难题，欧洲同步加速器研究中心的Nicolas Sévelin-Radiguet与来自英国、美国和法国的物理学家合作，利用X射线吸收光谱法测量了被激光辐射压缩到100-270吉帕斯卡的铁的温度。实验在欧洲同步辐射装置的高功率激光装置(HPLF)进行，研究人员将铁样品应用到微观金刚石上，并用激光触发聚对二甲苯的烧蚀，产生冲击波以测量铁中的压力。

为了测量铁的温度，物理学家们使用了X射线吸收光谱技术。X射线束被散射到样品上的一个小点，然后由位置敏感探测器收集。这种方法使得研究人员能够获得能量分辨率高达1电子伏的全光谱，从而准确测量铁的温度。

铁在高温和极压下的相图(黑色圆圈对应作者的实验结果)

通过将实验结果收集到的光谱与雨格尼奥曲线进行比较，科学家们确定了铁的温度依赖性。实验结果表明，在240-270吉帕斯卡的压力和5345-5800开尔文的温度下，所谓的冲击熔化样品中出现了一个平台期。物理学家们将这些数据与最新的铁多相状态方程进行了比较，并证实了其有效性。根据外推法，他们得出了地球内核边界温度的新上限为6202开尔文(压力为330吉帕斯卡)。

这一新实验结果对现有铁相图模型进行了分类，区分了高估极端压力下温度的模型和与X射线吸收光谱数据一致的模型。