À des températures aussi chaudes que le soleil et sous des pressions supérieures à un million de fois la pression atmosphérique, le molybdène métallique fond. Le suivi de l'histoire de la fusion du métal a clarifié le point de fusion, la frontière entre les phases solide et liquide. Pour suivre le processus de fusion, une équipe a concentré un faisceau de rayons X dans les limites étroites entre deux micro-enclumes de diamant ultra-dur. Un laser a chauffé le petit volume. Le faisceau de rayons X a permis de suivre les caractéristiques fines qui se sont formées uniquement à partir du métal fondu et étaient une indication claire que la fusion s'était produite.

La caractérisation de la fusion à haute pression a été utilisée pour cartographier la région importante des températures et des pressions juste avant qu'un métal solide ne fonde pour devenir un bassin de liquide. Des mesures à des températures et pressions extrêmes ont été rendues possibles à l'aide d'une cellule diamant miniature et d'un laser. Cette nouvelle méthode de diffusion des rayons X a permis une carte de phase plus précise. Il a résolu les différences entre les modèles et les expériences précédentes, et a également révélé une nouvelle phase.

La détection fiable du point de fusion des matériaux à haute pression a été expérimentalement difficile. Ce qu'il faut, c'est un moyen de dire si un échantillon est solide ou liquide dans les limites d'une petite cellule à haute pression. Avec cette nouvelle méthode, un chauffage laser contrôlé et un refroidissement rapide ont créé une signature structurelle mesurable qui a marqué le voyage d'un matériau à l'état fondu.

Dans la recherche, une équipe a pris en sandwich un petit échantillon de métal molybdène entre des enclumes de diamant miniatures. Ils ont pressé le métal à des pressions extrêmes :plus d'un million de fois la pression atmosphérique de la Terre. Ils ont utilisé des faisceaux laser infrarouges pour chauffer le volume de l'échantillon à des températures extrêmes allant jusqu'à celle de la surface du soleil. À la fois, un faisceau de rayons X brillant hautement focalisé génère des diagrammes de diffraction. Ces motifs sont sensibles à l'état microcristallin du métal. Les chercheurs ont découvert que la distribution des tailles de grains cristallins initiales augmentait jusqu'à des diamètres plus importants après le chauffage initial.

Lorsque l'échantillon a fondu, les grains ont disparu. Et, après refroidissement rapide, le liquide recristallise avec des grains beaucoup plus petits. Ces évaluations peuvent être utilisées pour répondre à la question, même après coup, de savoir si une excursion de température particulière a fait fondre le métal. Les changements structurels sont une nouvelle, critère plus fiable pour explorer la carte de phase à pression et température extrêmes. Cette nouvelle approche a amélioré la précision de la carte de phase du molybdène et supprimé les divergences entre la théorie et les mesures moins précises dans la littérature scientifique.

Aussi, l'étude de la microstructure proche mais en dessous du point de fusion a révélé une nouvelle phase avec un réarrangement très texturé des grains fins. Elle est similaire à la structure texturée trouvée après dépôt de films métalliques sur un substrat par condensation de vapeur. Apprendre à manipuler ces microstructures a des implications pour une multitude d'applications à haute température, y compris les propriétés mécaniques des matériaux dans les moteurs et les armements.