Я сижу в ресторане быстрого питания за пределами Бостона, который из-за соглашения о неразглашении, которое я должен был подписать, мне не позволено назвать. Я жду, чтобы посетить Apollo Diamond, компанию, столь же скрытную, как советское шпионское агентство. Его адрес не опубликован. Сотрудники отдела по связям с общественностью не дали бы мне указаний. Вместо этого представитель «Аполлона» забирает меня в этом торговом центре в пригороде и водит меня на своей черной роскошной машине, марки которой мне запрещено называть по дорогам, которые я не могу описать как извилистые, а не обязательно так.
Связанный контент
- Ульрих Бозер о «Алмазах в спросе»
«Это виртуальная алмазная шахта», - говорит генеральный директор Apollo Брайант Линарес, когда я приезжаю в секретное место компании, где производятся алмазы. «Если бы мы были в Африке, у нас были бы колючая проволока, охранники и сторожевые башни. Мы не можем этого сделать в Массачусетсе». Директора Аполлона беспокоятся о кражах, корпоративных шпионах и собственной безопасности. По его словам, когда Линарес был на алмазной конференции несколько лет назад, человек, которого он отказывается описать, проскользнул позади него, когда он выходил из конференц-зала отеля и сказал, что кто-то из компании, производящей природные алмазы, может просто выстрелить ему в голову., «Это был страшный момент», - вспоминает Линарес.
Отец Брайанта, Роберт Линарес, работая с сотрудником, ставшим соучредителем Apollo, изобрел технологию выращивания алмазов в компании. Роберт провожает меня в одну из производственных комнат компании, длинный зал, заполненный четырьмя камерами размером с холодильник, изобилующими трубками и датчиками. Проходя мимо техников в халатах и халатах, я заглядываю в иллюминатор одной из машин. Криптонит-зеленое облако заполняет верхнюю часть камеры; внизу - 16 дисков размером с пуговицу, каждый из которых светится розовым туманом. "Не похоже на что-нибудь, верно?" Роберт говорит. «Но они будут полкарата в течение нескольких недель».
В 1796 году химик Смитсон Теннант обнаружил, что алмаз сделан из углерода. Но только с 1950-х годов ученым удалось добывать алмазы, выковывая их из графита, подвергая воздействию температур до 2550 градусов по Фаренгейту и давлений, в 55 000 раз превышающих атмосферные. Но камни были маленькие и нечистые. Была полезна только песчинка, в основном для промышленного применения, например, для сверления зубов и ножовок. Однако за последнее десятилетие такие исследователи, как Линарес, усовершенствовали химический процесс, в результате которого алмазы становятся такими же чистыми и почти такими же большими, как лучшие образцы, извлеченные из земли. Процесс химического осаждения из паровой фазы (CVD) пропускает облако газообразного углерода над семенами алмаза в вакуумной камере, нагретой до температуры более 1800 градусов. Алмаз растет, когда углерод кристаллизуется на вершине семени.
Роберт Линарес был в авангарде исследований синтеза кристаллов с тех пор, как начал работать в Bell Labs в Мюррей-Хилл, штат Нью-Джерси, в 1958 году. Затем он основал полупроводниковую компанию Spectrum Technologies, которую он позже продал, используя полученные средства для банкролла. дальнейшие исследования алмазов. В 1996 году, после почти десятилетия работы в гараже его дома в Бостоне - без шуток, в гараже, где он установил оборудование, которое он отказывается описывать, - он обнаружил точную смесь газов и температур, которые позволяли ему создавать большие монокристаллические алмазы, такие, которые огранены в драгоценные камни. «Это был настоящий кайф, - говорит он. «Как в алмазной шахте.»
В поисках объективной оценки качества этих лабораторных алмазов я попросил Брайанта Линареса одолжить мне камень Аполлона. На следующий день я кладу камень высотой 38 карат, вырезанный принцессой, перед Вирджилом Гитой в узком ювелирном магазине Гиты в центре Бостона. С помощью пинцета он подносит алмаз к правому глазу и изучает его ювелирной лупой, медленно поворачивая драгоценный камень под залитым пятнами полуденным солнцем. «Хороший камень, отличный цвет. Я не вижу никаких недостатков», - говорит он. "Где ты взял это?"
«Он был выращен в лаборатории примерно в 20 милях отсюда», - отвечаю я.
Он опускает лупу и мгновение смотрит на меня. Затем он снова изучает камень, поджав лоб. Он вздыхает. «Нет никакого способа сказать, что он создан в лаборатории».
Более миллиарда лет назад и, по крайней мере, в 100 милях от поверхности земли, смесь огромного тепла и титанового давления выковала углерод в алмазы, которые добываются сегодня. Камни были принесены к поверхности земли древними подземными вулканами. Каждый вулкан оставлял морскую трубку из камня под названием кимберлит, которая усыпана бриллиантами, гранатами и другими драгоценными камнями. Последнее известное извержение кимберлита на поверхность земли произошло 47 миллионов лет назад.
Алмазы добывались почти во всех регионах мира, от северного полярного круга до тропиков западной Австралии. Большинство алмазных рудников начинаются с широкой ямы; если в кимберлитовой трубе много алмазов, шахтеры копают шахты глубиной 3000 футов или более. В районах, где реки когда-то текли по кимберлитовым пластам, люди просеивали алмазы из гравия. В 1800-х годах на полях на Среднем Западе появлялись свободные бриллианты; они были отложены там ледниками. Большинство геологов полагают, что новые бриллианты продолжают образовываться в мантии Земли - слишком глубоко, чтобы добытчики могли их достать.
Слово «алмаз» происходит от древнегреческого адама, что означает непобедимый. Люди в Индии добывали алмазные камни более 2000 лет, а римляне первого века использовали камни для вырезания камей. Со временем бриллианты приобрели мистику как символы богатства и власти. В течение 16-ого столетия, Ко-и-Нур, 109-каратный алмаз из рудника Коллур в южной Индии, был, возможно, самым дорогим предметом на индийском субконтиненте. Легенда гласила, что тот, кто им владеет, будет править земным шаром. «Это так ценно, - отметил тогдашний писатель, - что судья по алмазам оценил его в половину ежедневных расходов всего мира». Великобритания получила камень в 1849 году, когда Лахор и Пенджаб стали частью Британской империи; алмаз сейчас находится в лондонском Тауэре, центральная часть короны, сделанная для королевы Елизаветы в 1937 году.
И все же алмазы - это просто кристаллизованный чистый углерод, точно так же, как леденцы - это кристаллизованный сахар - упорядоченный массив атомов или молекул. Другой формой чистого углерода является графит, но его атомы удерживаются вместе в листах, а не жестко соединены в кристалле, поэтому углерод легко выпадает, скажем, на кончике карандаша. Благодаря прочности связей между атомами углерода алмаз обладает исключительными физическими свойствами. Конечно, это самый трудный материал, и он не вступает в химическую реакцию с другими веществами. Кроме того, он полностью прозрачен для многих длин волн света, является отличным электрическим изолятором и полупроводником и может быть настроен для удержания электрического заряда.
Именно из-за этих, по общему признанию, неприглядных свойств, алмазы лабораторного производства могут кардинально изменить технологию, возможно, становясь такими же значительными, как сталь или кремний в электронике и вычислительной технике. Камни уже используются в громкоговорителях (их жесткость обеспечивает превосходный твитер), косметических отшелушивающих веществ для кожи (крошечные алмазные зерна действуют как очень острые скальпели) и в режущих инструментах высокого класса для гранита и мрамора (алмаз может резать любое другое вещество ). Благодаря дешевой, готовой поставке алмазов инженеры надеются сделать все, от более мощных лазеров до более долговечных энергосистем. Они предусматривают тонкие как бритвы компьютеры, мобильные телефоны размером с наручные часы и цифровые записывающие устройства, которые позволят вам держать тысячи фильмов в ладони. «Люди ассоциируют слово алмаз с чем-то необычным, камнем или драгоценным камнем», - говорит Джим Дэвидсон, профессор электротехники в Университете Вандербильта в Теннесси. «Но реальной полезностью будет тот факт, что вы можете поместить алмаз как слой, что делает возможным массовое производство и имеет значение для любой технологии в электронике».
Джеймс Батлер (James Butler) возглавляет программу по сердечно-сосудистым заболеваниям в исследовательской лаборатории ВМС США, находящейся под строгой охраной к югу от Капитолия. Он носит золотое розовое кольцо, которое сверкает одним белым, одним зеленым и одним красным алмазом, все они либо созданы, либо модифицированы в лаборатории. «Сейчас технология находится на том этапе, когда мы можем вырастить более совершенный алмаз, чем мы можем найти в природе», - говорит он.
Батлер, химик, достает из-за стола металлическую коробку с бриллиантами. Некоторые маленькие, квадратные и желтоватые; другие круглые и прозрачные диски. Он удаляет одну вафлю размером с чайную тарелку. Он не толще картофельных чипсов и сверкает при флуоресцентном освещении. «Это твердый алмаз», - говорит он. «Вы можете использовать что-то вроде этого в качестве окна космического челнока».
Военные заинтересованы в выращивании лабораторных алмазов для ряда применений, только некоторые из которых Батлер готов обсудить, таких как лазеры и износостойкие покрытия. Поскольку алмаз сам по себе не реагирует с другими веществами, ученые считают его идеальным для детектора биологического оружия, в котором крошечная электрически заряженная алмазная пластинка будет содержать молекулы рецептора, которые распознают определенные патогены, такие как сибирская язва; когда патоген связывается с рецептором, срабатывает сигнал. Батлер, работая с химиком из Висконсинского университета Робертом Хамерсом, создал прототип датчика, который может обнаруживать ДНК или белки.
Самый большой монокристаллический алмаз, когда-либо выращенный в лаборатории, составляет около 0, 7 дюйма на 0, 2 дюйма на 0, 2 дюйма, или 15 каратов. Камень не находится под военной охраной или в скрытом месте. Он находится в комнате, заполненной датчиками и микроскопами, вместе со странным барабаном для велосипеда и конго, в зеленом кампусе, окруженном Вашингтоном, округ Колумбия, Рок-Крик-парк. Рассел Хемли, директор Геофизической лаборатории Института Карнеги, начал работать над выращиванием алмазов с помощью сердечно-сосудистых заболеваний в 1995 году. Он вытаскивает алмаз из своего хаки. Было бы трудно принять этот алмаз за все, что продается в Тиффани. Прямоугольный камень выглядит как толстый кусок тонированного стекла.
Хемли и другие ученые используют лабораторные и природные алмазы, чтобы понять, что происходит с материалами, находящимися под очень высоким давлением - тип давления в центре Земли. Он проводит эксперименты, сжимая материалы в «ячейке с алмазной наковальней», по сути, в мощных тисках с алмазами на обеих концах.
Несколько лет назад Хемли создал один из самых твердых известных алмазов. Он вырастил его в лаборатории, а затем поместил в высокотемпературную печь высокого давления, которая изменила атомную структуру алмаза. Камень был настолько твердым, что сломал датчик твердости Хемли, который сам был сделан из алмаза. Используя сверхтвердый алмазный наковальня, Хемли в своих экспериментах увеличил давление, которое он может оказывать на материалы, в четыре-пять миллионов раз больше, чем атмосферное давление на уровне моря.
«В экстремальных условиях поведение материалов сильно отличается», - объясняет он. «Давление заставляет все материалы подвергаться преобразованиям. Оно превращает газы в сверхпроводники, превращает новые сверхтвердые материалы. Вы можете изменить природу элементов».
Например, он обнаружил, что под давлением газообразный водород сливается с кристаллами железа. Хемли считает, что водород может составлять часть земного ядра, которое иначе состоит в основном из железа и никеля. Он изучал водородно-железную субстанцию, чтобы понять температуру и состав центра нашей планеты.
В другом удивительном открытии Хемли обнаружил, что две распространенные бактерии, включая кишечный микроорганизм E. coli, могут выживать под колоссальным давлением. Он и его коллеги поместили организмы в воду, а затем усилили алмазную наковальню. Водный раствор вскоре превратился в плотную форму льда. Тем не менее, около 1 процента бактерий выжили, а некоторые бактерии даже бегали вокруг. Хэмли говорит, что исследование является еще одним доказательством того, что жизнь, как мы ее знаем, может существовать на других планетах нашей солнечной системы, например, под корой одного из спутников Юпитера. "Может ли быть жизнь в глубоких океанах во внешних спутниках, таких как Европа?" спрашивает Хэмли. «Я не знаю, но мы можем захотеть посмотреть».
Хэмли надеется вскоре превзойти свой собственный рекорд по величине выращенного в лаборатории кристалла алмаза. Непонятно, кто произвел самый крупный многокристаллический алмаз, но компания Element Six может производить пластины шириной до восьми дюймов. Самый крупный добытый алмаз, называемый алмазом Куллинана, был более 3000 каратов - около 1, 3 фунтов - до того, как его огранили. Самый большой алмаз, найденный до сих пор во Вселенной, имеет размеры маленькой планеты и расположен в 50 световых годах от Земли в созвездии Центавра. Астрономы из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики обнаружили гигантский камень несколько лет назад, и они верят, что алмаз шириной 2500 миль когда-то служил сердцем звезды. Это десять миллиардов триллионов триллионов каратов. Астрономы назвали это Люси в честь песни Битлз "Люси в небе с бриллиантами".
Натуральные алмазы не особенно редки. В 2006 году во всем мире было произведено более 75 000 фунтов. Бриллиант - это драгоценный товар, потому что все считают его ценным товаром, геологическим эквивалентом букета красных роз, элегантным и манящим, символом романтики, но, в конечном счете, довольно обыденным.
Кредит на современный культ бриллианта в основном принадлежит южноафриканской компании De Beers, крупнейшему в мире производителю бриллиантов. До 1940-х годов кольца с бриллиантами редко давали в качестве помолвочных подарков. Но маркетинговые кампании De Beers создали идею, что драгоценные камни - высший знак любви и привязанности. Их лозунг «Бриллиант навсегда», впервые развернутый в 1948 году, считается одной из самых успешных рекламных кампаний всех времен. Благодаря почти полному контролю над поставками, De Beers в течение десятилетий владела почти полным контролем над алмазным рынком, тщательно накапливая драгоценные камни, чтобы поддерживать высокие цены и прибыль. Несмотря на то, что за последние несколько лет компания потеряла часть своих мощностей среди конкурентов в Канаде и Австралии, она по-прежнему контролирует почти две трети мировых алмазного сырья.
Алмазодобытчики гордятся тем вызовом, который они ставят перед De Beers и остальной частью отрасли природных алмазов. Лозунг Аполлона «Алмаз для всех». Пока что бесцветные драгоценные камни Аполлона стоят примерно столько же, сколько натуральные камни, в то время как розовые, голубые, шампанские, мокко и коричневые алмазы компании продаются примерно на 15 процентов дешевле, чем натуральные камни с такими цветами, которые очень редки и стоят дороже, чем белые бриллианты. Между тем потребители вполне могут быть восприимчивы к высококачественным бриллиантам лабораторного производства. Как и большинство карьеров, алмазные шахты вызывают эрозию, загрязнение воды и потерю среды обитания для дикой природы. Еще более тревожным является то, что африканские полевые командиры использовали алмазные тайники для покупки оружия и финансирования повстанческих движений, как это показано в фильме 2006 года « Кровавый алмаз» . Актер Терренс Ховард носит бриллиантовую булавку с отворотом камней Аполлона. Он сказал журналистам: «Никто не пострадал в процессе создания».
Полдюжины других компаний начали производить алмазы ювелирного качества, используя не CVD, а процесс, который более близко имитирует способ создания алмазов в земле. Этот метод - в основном улучшение того, как ученые производят алмазы с 1950-х годов - требует нагревания более 2000 градусов и давления в 50 раз больше, чем на поверхности земли. (Температура и давление больше, чем требуется для сердечно-сосудистых заболеваний.) Устройства размером с стиральную машину не могут производить камни намного больше шести каратов. Эти алмазы HPHT - инициалы обозначают высокое давление и высокую температуру - содержат больше азота, чем алмазы CVD; азот превращает алмазы в янтарный цвет. На данный момент, однако, процесс имеет значительное преимущество по сравнению с сердечно-сосудистыми заболеваниями: он дешевле. В то время как природный алмаз одного карата янтарного цвета может стоить 20 000 долларов и более, производитель из Флориды Gemesis продает камень в один карат примерно за 6 000 долларов. Но никто, включая Gemesis, не хочет продавать алмазы слишком дешево, чтобы рынок не рухнул.
Геммологи, использующие повседневные инструменты, редко могут отличить природные и выращенные в лаборатории алмазы. (Поддельные алмазы, такие как кубический цирконий, легко обнаружить.) De Beers продает две машины, которые обнаруживают химические или структурные характеристики, которые иногда различаются между двумя типами камней, но ни одна из них не может все время определять разницу. Другой способ идентифицировать алмаз, полученный в лаборатории, - это охладить камень в жидком азоте, а затем запустить в него лазер и проверить, как свет проходит сквозь камень. Но оборудование дорогое, и процесс может занять несколько часов.
Алмазы от Apollo и Gemesis, двух крупнейших производителей, отмечены знаком с лазерной надписью, видимым с ювелирной лупой. В прошлом году Геммологический институт Америки, отраслевая исследовательская группа, начал оценивать выращенные в лаборатории камни по каратам, огранке, цвету и прозрачности - так же, как это делается для натуральных камней - и предоставляет сертификат для каждого камня, который его идентифицирует. как выросла лаборатория.
Алмазодобывающие компании сопротивляются, утверждая, что все, что блестит, не алмаз. Реклама De Beers и ее веб-сайты настаивают на том, что алмазы должны быть натуральными, необработанными и иметь миллионы лет. «Бриллианты - это редкие и особенные вещи с присущей им ценностью, которой нет в синтетике заводского производства», - говорит пресс-секретарь Линетт Гулд. «Когда люди хотят отпраздновать уникальные отношения, им нужен уникальный бриллиант, а не трехдневный заводской камень». (De Beers инвестирует в Element Six, компанию, которая производит тонкие промышленные алмазы.)
Комитет по бдительности ювелиров (JVC), торговая группа, лоббирует Федеральную торговую комиссию, чтобы производители бриллиантов не называли свои камни «культурными», - этот термин используется для большинства продаваемых сегодня жемчужин. (Люди, работающие в сфере добычи алмазов, используют менее лестные термины, такие как «синтетический».) В 2006 году JVC подала петицию в агентство, утверждая, что потребителей часто смущает номенклатура, связанная с выращенными в лаборатории алмазами.
С самого начала своего исследования в области сердечно-сосудистых заболеваний более 20 лет назад Роберт Линарес надеялся, что алмазы станут будущим электроники. В основе почти каждого электрического устройства лежит полупроводник, который передает электричество только при определенных условиях. В течение последних 50 лет устройства изготавливались почти исключительно из кремния, подобного металлу вещества, извлекаемого из песка. Однако у него есть два существенных недостатка: он хрупок и перегревается. В отличие от этого, алмаз прочен, не разрушается при высоких температурах, и его электроны могут выдерживать ток с минимальными помехами. На данный момент самое большое препятствие на пути к обгону кремния - это деньги. Кремний является одним из наиболее распространенных материалов на Земле, и инфраструктура для производства кремниевых чипов хорошо развита.
Аполлон использовал прибыль от своих драгоценных камней, чтобы поддержать его набег в полупроводниковой промышленности за 250 миллиардов долларов. Компания имеет партнерские отношения, которые Брайант Линарес отказывается подтвердить, чтобы производить полупроводники, специализированные для целей, которые он отказывается обсуждать. Но он открыл мне, что Аполлон начинает продавать однодюймовые алмазные вафли. «Мы ожидаем, что эти начальные пластины будут использоваться для исследований и разработок наших клиентов», - говорит Линарес.
Прежде чем я покину лабораторию «Аполлон», Роберт и Брайант Линарес отведут меня в складскую комнату размером с спортзал средней школы. Здесь пусто, за исключением больших электрических кабелей, проложенных по полу. По словам мужчин, в скором времени пространство будет заполнено 30 машинами для изготовления алмазов, что почти удваивает производственные мощности Apollo. Это будет первая алмазная фабрика в мире, говорят они. «Был век меди и стали», - говорит Брайант. «Следующим будет бриллиант».
Ульрих Бозер пишет книгу о крупнейшем в мире нераскрытом ограблении искусства.
Фотограф Макс Агилера-Хельвег специализируется на медицинской и научной тематике.
