Die Diamantambosszelle ist eine Maschine, mit der Physiker Proben extrem hohen Drücken (bis zu ~360 Gigapascal) aussetzen, um ihre Eigenschaften zu untersuchen, einschließlich Phasenübergänge, Atombindung, Viskosität und Beugungsgrade sowie kristallographische Struktur. Diamantambosszellen können Drücke von Millionen Atmosphären simulieren und Bedingungen ähnlich denen im Zentrum der Erde oder in den Gasriesen nachbilden. Sie gehören zu den einzigen Laborgeräten, die in der Lage sind, Formen von entarteter Materie wie metallischem Wasserstoff zu erzeugen.
Diamantambosszellen funktionieren nach einem einfachen Prinzip – durch die Ausübung einer großen Kraft auf eine kleine Fläche kann ein enormer Nettodruck erreicht werden. Der Diamantamboss, Nachfolger von Ambossen aus Kohlenstoff-Wolfram-Legierung, wurde Ende der 1950er Jahre von den Forschern Weir, Lippincott, Van Valkenburg und Bunting im Rahmen ihrer Arbeit am National Bureau of Standards (NBS) erfunden. Der Diamant ist nicht nur das härteste Material, das zu dieser Zeit erhältlich ist und praktisch inkompressibel, sondern ist auch transparent, sodass experimentelle Proben während der Kompression leicht zu sehen sind. Es hilft auch bei der Durchführung spektroskopischer Experimente.
Drei Hauptkomponenten bilden die Diamantambosszelle. Erstens sind zwei lupenreine Diamanten mit einem Gewicht von 1/8 bis 1/3 Karat, mit parallelen Flächen, die sich gegenüberliegen. Die Kalette, die Stelle, an der sich die beiden Diamanten berühren, hat normalerweise einen Durchmesser von etwa 0.6 mm. Für Experimente, die noch höhere Drücke erfordern, kann die Kalette noch kleiner gemacht werden.
Die zweite Komponente der Diamantambosszelle ist ein Kraftgerät, das die Diamanten von beiden Seiten gegeneinander drückt. Dies können Schrauben sein, die anziehen, Gas, das gegen eine Membran drückt, oder ein einfacher Hebelarm. Die dritte Komponente des Diamantambosses ist eine metallische Dichtung, die den Umfang der Glasscheibe umgibt, die Probe enthält und Druckfestigkeit an den Kanten bietet, wodurch die Möglichkeit eines Ambossversagens verringert wird.
Die Diamant-Ambosszelle ist ein wichtiges Gerät, mit dem wir Drücke simulieren können, die wir sonst nie sehen würden, und uns Zugang zu einer Welt von Materialien verschaffen, die sonst nicht beobachtbar wären.