Лід не тане навіть за 2000 градусів: фізики вперше створили незвичайну форму води
Фізики експериментально отримали нову фазу льоду, здатну існувати за температур, за яких звичайна вода давно перетворилася б на пару. Під колосальним тиском атоми кисню утворюють тверду структуру, тоді як ядра водню можуть рухатися всередині неї майже як у рідині.
Про це йдеться у дослідженні.
Такий стан води називають суперіонним. Він виникає за екстремального тиску, який не дозволяє нагрітій воді розширитися та перейти у звичний газоподібний стан.
У результаті речовина поводиться одночасно як тверде тіло і рідина. Атоми кисню залишаються на своїх місцях і формують кристалічну ґратку, тоді як ядра водню можуть переміщуватися крізь неї.
Щоб отримати таку воду в лабораторії, дослідники помістили мікроскопічні зразки між алмазними ковадлами. Вони стискали речовину до надзвичайно високого тиску та одночасно нагрівали її лазерами.
Тиск під час експериментів сягав приблизно 230 гігапаскалів, що відповідає близько 2,3 мільйона атмосфер. Температуру зразків піднімали більш ніж до 2000 °C.
За змінами структури речовини фізики стежили за допомогою рентгенівського випромінювання. Це дозволило побачити, як за різних температур і тиску перебудовується кристалічна ґратка.
За тиску понад 200 гігапаскалів дослідники зафіксували нову гексагональну структуру hcp. В екстремальних умовах вона стала стабільнішою за відому раніше кубічну структуру fcc.
Досліди також показали, що перехід до суперіонного стану для нової фази може починатися приблизно за 1427 °C. При подальшому нагріванні вона продовжує існувати за умов, абсолютно неможливих для звичайного льоду на поверхні Землі.
Відкриття важливе не лише для фізики води. Подібні тиск і температура можуть існувати глибоко в надрах Урана та Нептуна, де, за сучасними моделями, значна кількість води може перебувати саме в суперіонному стані.
Особливий інтерес становить здатність такої речовини проводити електричний струм і деформуватися. Якщо нова гексагональна фаза суттєво відрізняється за цими властивостями від раніше відомих структур, це може вплинути на моделі внутрішньої будови крижаних планет-гігантів.
Зокрема, рух електрично заряджених частинок у їхніх надрах пов’язують із формуванням незвичайних магнітних полів Урана та Нептуна. Тому тепер ученим необхідно детальніше визначити електричні та механічні властивості нової фази.
- Останні
- Популярні
Новини по днях
11 вересня 2026
