A tudósok új vízformát hoztak létre, amelyet szuperionos jégnek neveznek, amely szilárd és folyékony is. A "furcsa" anyag nem létezik a Földön, de megtalálható az Uránuszon és a Neptunuszon.
A Kaliforniai Egyetem Lawrence Livermore Nemzeti Laboratóriumának kutatói számos "lézerrel vezérelt sokk-kompressziós kísérletet" végeztek, és eredményüket a Nature Physics folyóiratban hétfőn jelentették meg egy tanulmányban. (1)
A szuperionos jég "egy tényleg furcsa anyagi állapot," - jelentette ki Marius Millot, a tanulmány vezető szerzője. A "szuperionos" elnevezés olyan vízre vonatkozik, amely szilárd és folyékony tulajdonságokkal is rendelkezik, ami akkor fordul elő, ha a vizet extrém nyomás és hő hatásának teszik ki.
"Ezek nagy kihívásokkal járó kísérletek, szóval nagyon izgalmas volt látni, hogy az adatokból mennyi mindent megtudhatunk, különösen azért, mert két évet töltöttünk a mérések elvégzésével és még két évig tartott az adatok elemzésének módszereit kifejleszteni," - mondta Millot. (2)
A jeget úgy hozták létre, hogy két gyémánt között 25 000-szer nagyobb nyomású vizet préseltek össze, mint a Földön lévő levegő. A víz egyfajta jéggé változik, amelyet VII-es formájú jégnek neveznek, ami szobahőmérsékleten szilárd és 60 százalékkal sűrűbb, mint a víz. A sűrített jeget ezután lézerfénnyel ütköztették, intenzív rázkódást, valamint több ezer fokos hőmérsékletet okozva.
A hő megolvasztja a hidrogén és az oxigénatomok közötti kötéseket, míg a nagy nyomás lehetővé teszi a hidrogénatomnál nehezebb oxigénatomok számára (amelyek nehezebbek, mint a hidrogén), hogy szilárd állapotban maradjanak, miközben a folyékony hidrogénionok átáramlanak rajtuk.
"A kísérleteink igazolták a szuperionos jéggel kapcsolatos két legfontosabb előrejelzést: a nagyon magas proton/ionvezetőképességet a szilárd és magas olvadásponton belül," - mondta Millot. "Munkánk kísérleti bizonyítékot szolgáltat a szuperionos jég létezésére és azt mutatja, hogy ezek a jóslatok nem csupán a szimulációkban lehetségesek, hanem a víz rendkívüli viselkedését mutatják ilyen körülmények között."
1988-ban a tudósok megjósolták, hogy ezek a körülmények - a szélsőséges nyomás és a magas hőmérséklet - a szuperionos jég kialakulásához vezethetnek.
Úgy gondolják, hogy a furcsa anyag mind a Neptunuszon, mind az Uránuszon létezhet.
A szuperionos jég "stabil lehet a Neptunusz és az Uránusz szélsőséges körülményei között," - állapította meg a tanulmány. A megállapítások emellett magyarázatot adhatnak az Uránusz és a Neptunusz középpontján kívüli lévő mágneses mezőkre, amelyeket a bolygók mágneses mezői okozhatnak a köpenyükben található szuperionos jég révén.
(1) - https://www.nature.com/articles/s41567-017-0017-4
(2) - https://www.llnl.gov/news/first-experimental-evidence-superionic-ice