2018-02-07T17:40:38+03:00

Физики вывели новую форму льда - твердую и жидкую одновременно

По данным ученых, суперионный лед может содержаться в недрах Урана и Нептуна
Поделиться:
Комментарии: comments6
Планета Солнечной системы Нептун, на которой, возможно, имеется суперионный лед.Планета Солнечной системы Нептун, на которой, возможно, имеется суперионный лед.Фото: NASA
Изменить размер текста:

Американские физики из Ливерморской национальной лаборатории получили новую форму вещества, названную суперионным льдом. Она может содержаться на ледяных планетах-гигантах, таких как Уран или Нептун. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature Physics.

Как известно, вода представляет собой простую молекулу, состоящую всего из трех атомов: двух атомов водорода и атома кислорода, соединенных вместе в V-образной форме. Когда несколько молекул воды собираются вместе, их коллективная структура может меняться в зависимости от того, в каком состоянии они находятся. Например, во время замораживания они соединяются в жесткую кристаллическую решетку, которая является более просторной и ионы водорода свободно по ней перемещаются.

Так называемый суперионный лед впервые был предсказан 30 лет назад и предположительно существует на планетах, покрытых льдом. Исследователи, изучающие структурные свойства воды, обнаружили почти 20 различных форм кристаллических решеток льда, причем молекулы воды в них расположены в конфигурациях от неупорядоченных до гексагональных и кубических.

Молекулы суперионного льда расположены так плотно, что их атомы кислорода образуют жесткую решетку. После этого атомы водорода, несущие положительный заряд, свободно протекают по ней подобно жидкости. А нисходящие ионы водорода могут также нести электрический ток.

Как сообщается в пресс-релизе лаборатории, для создания суперионного льда исследователи зажали кубическую модификацию, называемую льдом VII, между двумя алмазными наковальнями при давлении 2,5 гигапаскаля и комнатной температуре. Затем лед под давлением совершил поездку по пересеченной местности в ручной клади, чтобы добраться до лаборатории лазерной энергетики Университета Рочестера в Нью-Йорке. Там образец подвергся кратковременному воздействию шести ультрафиолетовых лучей для создания ударной волны. При распространении фронта волны в небольшой области льда возникали экстремальные физические условия, подходящие для фазового перехода в суперионное состояние. Давление в них достигло 100-300 гигапаскалей. Эксперимент в итоге был признан успешным.

Свойства открытой формы льда объясняют некоторые явления на некоторых планетах Солнечной системы, таких как Уран и Нептун. Будучи ледяными гигантами, эти две планеты, по мнению ученых, несут большое количество суперионного льда в своих мантиях. Вероятно, в будущем это поможет объяснить, почему у них такие необычные магнитные поля.

“Когда кто-то начинает проверять подобные прогнозы, это дает надежду, что результаты исследования заставят ученых задуматься о разработке новых материалов”, - подытожили исследователи.

КСТАТИ

Российские ученые нашли самый древний лед на планете

Пока обычные петербуржцы месят ногами слякоть и под дождем водят хороводы вокруг новогодней елки, необычные петербуржцы – ученые-гляциологи – пытаются выяснить, за что погода так с нами. И вот, кажется, ответ близок: в Антарктиде обнаружили самый старый лед на Земле. Этим ледышкам, как минимум, миллион лет (подробности)

Понравился материал?

Подпишитесь на нашу тематическую рассылку «Наука», чтобы не пропускать интересные материалы

 
Читайте также