Dans les années récentes, beaucoup d'efforts ont été consacrés à l'étude de la courbe de fusion des éléments à haute pression. Ces informations sont pertinentes, par exemple, pour des applications telles que les réacteurs à fission nucléaire qui impliquent des températures très élevées ou des pressions très élevées. Ou pour approfondir les connaissances sur l'intérieur des planètes. Comprendre ce qui arrive au fer et aux autres métaux de transition, comme le niobium - à l'intérieur de la Terre est fondamental pour tout modèle géophysique et ouvre les portes d'un modèle global plus précis pour l'étude de l'intérieur des planètes.

Cependant, la fusion reste une transition de phase difficile à caractériser même avec les méthodes théoriques et expérimentales les plus avancées. Côté expérimental, atteindre et mesurer des pressions de plusieurs millions d'atmosphères et des températures de plusieurs milliers de degrés est très compliqué. D'autre part, atteindre et identifier le moment où un matériau dense fond est également un défi.

L'étude du niobium sous haute pression et température illustre les efforts et les problèmes pour déterminer les courbes de fusion des métaux. Une équipe internationale (Espagne, NOUS., Royaume-Uni et France) dirigé par l'ICMUV et dirigé par le chercheur Daniel Errandonea (Department of Applied Physics-ICMUV) a réalisé des avancées importantes dans la caractérisation du niobium jusqu'à des pressions de 130 GPa (1,3 million d'atmosphères) et 5500 degrés Kelvin. Le groupe de l'Université de Valence, également formé par David Santamaría-Pérez –chercheur Ramón y Cajal– a réussi, avec ses partenaires, pour déterminer comment la température de fusion de ce métal dépend de la pression appliquée.

Les études ont été menées en compressant un échantillon de niobium de taille microscopique entre deux diamants et en le chauffant simultanément à l'aide de lasers infrarouges à haute puissance. Pour caractériser le comportement du niobium sous pression et température, une nouvelle méthodologie a été utilisée basée sur une caractérisation résolue en temps par diffraction des rayons X à haute intensité, généré par la source de rayonnement synchrotron de l'Installation européenne de rayonnement synchrotron (ESRF) située en France. Ces résultats ont été combinés avec les résultats d'expériences d'ondes de choc, créé par l'impact d'un projectile sur l'échantillon, et avec des simulations informatiques utilisant la théorie de la fonctionnelle de la densité (une procédure variationnelle alternative à la solution de l'équation de Schrödinger) réalisée sur des superordinateurs au Laboratoire national de Los Alamos, un laboratoire du ministère de l'Énergie des États-Unis, administré par l'Université de Californie. L'étude a été publiée dans la revue Supports de communication.