Група американських фізиків на чолі з професором університету Чикаго Віталієм Пракапенко вперше отримала в лабораторних умовах суперіонний лід — стан води, при якому з іонів кисню утворюється жорстка кристалічна решітка, а іони водню по ній вільно переміщаються.
Раніше вченим лише одного разу вдавалося отримати суперіонний лід (лід XVIII) у лабораторних умовах. Це було зроблено в ході динамічного експерименту, в рамках якого затиснута в алмазних лещатах крапля води зазнавала впливу ударної хвилі, утвореної за допомогою лазера. У результаті утворився суперіонний лід, який існував лише кілька миттєвостей.
У новому експерименті вчені обрали інший підхід. Вони задіяли алмазні лещата для відтворення тиску високої інтенсивності, який можна порівняти з тим, що може спостерігатися в ядрах планет. Потім вони застосували синхротрон Advanced Photon Source для створення яскравих пучків рентгенівського випромінювання — це потрібно для нагрівання краплі води до екстремальних температур. У ході експерименту також було встановлено, що для утворення суперіонного льоду не потрібний тиск 50 ГПа, як вважалося раніше. Отримати зразок незвичайного матеріалу вдалося при тиску 20 ГПа.
«Уявіть собі куб, решітка якого містить іони кисню по кутах та іони водню між ними. Коли він переходить у нову суперіонну фазу, решітка розширюється, дозволяючи іонам водню переміщатися, тоді як іони кисню залишаються на своїх місцях. Це схоже на тверді кисневі грати, розташовані в океані плаваючих атомів водню», – прокоментував експеримент один із вчених.
Зазначається, що суперіонний лід існує не лише на далеких планетах, а й на Землі. На думку вчених, він відіграє певну роль у підтримці магнітного поля нашої планети, що захищає поверхню Землі від космічної радіації. У планет на кшталт Марса чи Меркурія немає магнітного поля, через що вони схильні до агресивного впливу космічної радіації та інших факторів. Вчені вважають, що вивчення суперіонного льоду може відігравати важливу роль у пошуку планет, на яких може існувати життя.
Читайте також:
- «Потужний гамма-спалах Всесвіту» виявився відблиском від космічного сміття
- Новий детектор гравітаційних хвиль вловить можливий сигнал з початку Всесвіту