Француски научници успеаја експериментално да создадат и набљудуваат необична форма на мраз при температура повисока од 2.300 Целзиусови степени – услови во кои водата во нормални околности одамна би се претворила во пареа.
Тајната е во огромниот притисок.
Тим предводен од физичарот Алексис Форестје од француската Комисија за алтернативни енергии и атомска енергија – CEA, изложил вода на притисоци милиони пати поголеми од атмосферскиот, а примероците истовремено биле загревани со ласери.
Резултатот бил претходно теоретски предвидена, но досега експериментално непотврдена форма на таканаречен суперјонски мраз.
Мраз на повеќе од 2.300 степени – како е можно?
Суперјонскиот мраз не изгледа и не се однесува како коцките мраз што ги познаваме.
Во оваа екстремна состојба атомите на кислород формираат цврста кристална решетка, додека водородните јадра можат да се движат низ неа речиси како честички во течност.
Тоа значи дека материјалот истовремено има својства и на цврста и на течна материја.
Огромниот притисок не ѝ дозволува на водата да се прошири и да премине во гас, иако температурата е екстремно висока.
Создале структура што претходно постоела само во теоријата
Научниците користеле дијамантски наковални за компресирање на примероците, ласери за нивно загревање и моќни рендгенски зраци за следење на распоредот на атомите.
При 155 гигапаскали и 2.000 келвини биле забележани две различни кристални структури.
Со дополнително зголемување на притисокот и температурата почнала да доминира новата хексагонална, тесно спакувана структура – позната како hcp.
На 219 гигапаскали и 2.630 келвини, односно околу 2.357 степени Целзиусови, претходно познатата fcc-структура речиси исчезнала, а hcp-формата станала доминантна.
Научниот труд покажува дека над околу 200 гигапаскали и 1.800 келвини hcp-фазата станува доминантна при влегувањето во суперјонската состојба.
Овој „врел мраз“ можеби се крие во Уран и Нептун
Откритието не е само лабораториски куриозитет.
Условите создадени во експериментот се слични на оние за кои научниците претпоставуваат дека постојат длабоко во внатрешноста на ледените џинови Уран и Нептун.
Една од водечките теории е дека во нивната внатрешност постојат огромни слоеви суперјонски мраз низ кои се движат електрично наелектризирани честички.
Таквото движење би можело да има важна улога во создавањето на необичните и силно асиметрични магнетни полиња на двете планети.
Токму затоа разликата меѓу различните кристални структури е важна. Доколку новооткриената hcp-фаза има поинаква електрична и топлинска спроводливост, научниците можеби ќе мора да ги приспособат сегашните модели за внатрешноста на Уран и Нептун.
Следниот чекор ќе биде детално да се испитаат физичките и електричните својства на новата форма на суперјонски мраз.
Истражувањето е прифатено за објавување во научното списание „Physical Review Letters“.
