Дослідження суперіонного льоду
Фізики вперше створили нову форму суперіонного льоду, нагрівши воду до 2630 К і застосувавши тиск 230 ГПа. Дослідницька група під керівництвом Алексіса Форестьє з Комісаріату з атомної енергетики (CEA) провела експеримент, в якому вода нагрівалася лазерами до 2630 кельвінів, що приблизно відповідає 2357 °C. Зразки води були затиснуті між кінчиками надміцних алмазних ковадел, а під час експерименту тиск досяг 230 гігапаскалів, що становить 2,3 мільйона разів більше за атмосферний тиск на рівні моря.
У цих умовах вода не переходить у пару, а утворює суперіонний стан. Суперіонний лід має жорсткий кристалічний каркас з атомів кисню і рухомі ядра водню, які забезпечують високу провідність. Рентгенівське випромінювання показало, що при тиску понад 200 ГПа структура кристала змінюється з кубічної на гексагональну (hcp). Астрофізики припускають, що суперіонний лід є основною складовою мантії Нептуна та Урана.
Значення дослідження
Ці нові дані допоможуть уточнити моделі циркуляції електричних зарядів у крижаних гігантах і сприятимуть розумінню хаотичних та зміщених магнітних полів Нептуна і Урана. Відома також точна конфігурація атомів у суперіонній фазі льоду, що відкриває нові можливості для подальших досліджень в цій галузі.
Дослідження суперіонного льоду має велике значення для астрофізики, оскільки воно дозволяє краще зрозуміти фізичні процеси, що відбуваються в умовах, характерних для віддалених планет. Розкриття нових властивостей цього матеріалу може вплинути на майбутні дослідження, пов'язані з формуванням та еволюцією планет, а також на пошук нових матеріалів з унікальними властивостями для технологічних застосувань. Такі дослідження сприяють розвитку нашого розуміння всесвіту та його складних систем.