Суперионный лед — новый тип воды

Новое состояние материи: суперионный лед, тип воды, существующий при очень высоких температурах

«Это было сюрпризом — все думали, что эта фаза не появится, пока вы не окажетесь под гораздо более высоким давлением, чем то, где мы ее впервые обнаружили. Но мы смогли очень точно отобразить свойства этого нового льда, который представляет собой новую фазу материи, благодаря нескольким мощным инструментам ». Виталий Пракапенко, соавтор.

Модель суперионного льда. Шариками обозначены атомы кислорода, линиями — траектории ионов водорода

Структура и свойства двух суперионных фаз льда — Nature Physics
Измерения фазовой диаграммы воды выявляют фазовые переходы первого рода в гранецентрированные и объемноцентрированные кубические суперионные фазы льда. Предполагается, что первые присутствуют в недрах планет ледяных гигантов.


В. Б. Пракапенка и др. Создали стабильный суперионный лед, также называемый горячим черным льдом. Они создали условия, похожие на ядро ​​Нептуна. Команда зажала воду между бриллиантами и нагрела ее лазерами, чтобы создать экстремальное давление и температуру, при которых это вещество может образоваться. Суперионный лед образуется при чрезвычайно высоких температурах и давлениях, в результате чего молекулы воды разделяются на составляющие ионы водорода и кислорода, что придает ему высокую проводимость, низкую плотность, а также более темный цвет, поскольку он по-разному взаимодействует со светом.

Используя массивный ускоритель, который разгоняет электроны до чрезвычайно высоких скоростей, близких к скорости света, и генерирует блестящие пучки рентгеновских лучей, они зажали свои образцы между двумя кусками алмазов, чтобы достичь такого интенсивного давления. Затем они пропускают лазерные лучи через алмазы, чтобы нагреть образец. Последним шагом было направить рентгеновские лучи через образец и собрать воедино расположение атомов внутри в зависимости от того, как рентгеновские лучи рассеиваются от образца.

Суперионный лед начал формироваться при температурах от 627 ° C до 1627 ° C и давлении 20 гигапаскалей.

Но весь потенциал суперионного льда с точки зрения его химических и физических свойств суперионного льда будет предметом будущих исследований.

Предполагается, что суперионный лед — самая распространенная форма воды во Вселенной.

Существование новой формы материи доказано мериканскими физиками Ливерморской национальной лаборатории. Они получили новую форму вещеаства, назвав ее суперионным льдом.