Artist ‘ s impression of superionic Eis bildet auf der Oberfläche eines Diamanten.Bild: Millot, Coppari, Hamel, Krauss (LLNL
Wissenschaftler verwendeten Hochenergie-Laser, um erstellen Sie eine neue phase von Eis anders als alle auf der Erde gesehen vor—aber vielleicht gibt es tief in Neptun und Uranus.
Wasser-Struktur können Sie gefriert in vielen verschiedenen kristallinen Formen (einschließlich ice-IX, die nicht teilen die gleichen Eigenschaften wie die Ice-IX von Kurt Vonnegut ‘s Cat’ s Cradle). Vielleicht eine der seltsamsten Formen ist überragend Eis, wo die Wasserstoff-Atome Whiz um sich wie eine Flüssigkeit durch eine Feste Sauerstoff-nur Kristall. Superionic Eis könnte wichtig sein für das Verständnis, wie Eis-Riesen-Planeten entwickelt. Mit Hilfe der x-Strahlen und Lasern, Wissenschaftler wurden vor kurzem in der Lage zu produzieren und zu Messen, dass das Eis in das Labor.
Forscher zunächst Voraus, die Existenz von superionic Eis in 1988, und beobachtet zuerst die Hinweise auf Ihre Existenz im Jahr 2018. Neue Methoden haben es erlaubt, die Wissenschaftler beobachten Ihre Atomare Struktur.
Die Wissenschaftler gepresst, die Wassermoleküle zwischen einem paar von Diamanten, dann schossen die Probe mit sechs high-Power-Laserstrahlen in einem spezialisierten, 15-Nanosekunden-lang-Sequenz mit der University of Rochester ‘s Laboratory for Laser Energetics” Omega laser. Dies erzeugt Druckwellen, die in zwischen den Diamanten, komprimieren der Wasser-Moleküle an Druck, um die gleichen wie jene, die im Zentrum der Erde und die Temperaturen ungefähr die Hälfte des Erdinneren. (Man könnte denken, dass Eis soll kalt sein, aber egal, ist empfindlich auf Temperatur und Druck. Das bedeutet, dass bei sehr hohen drücken kann Wasser zu Eis bei Temperaturen, die Sie erwarten, das es eine Flüssigkeit oder ein gas.) Unmittelbar nach dem Laserpuls, Schießen Sie die Probe mit x-Strahlen, die es Ihnen erlaubt, zu Messen, die Struktur von dem, was Sie produziert haben. Die größte Herausforderung war die Messung der Probe schnell genug nach dem erstellen, das Eis zu generieren, die eine eindeutige Erkennung der Signatur.
“Angesichts der extremen Bedingungen, bei denen diese schwer fassbaren Zustand der Materie wird vorhergesagt, stabil zu sein, das komprimieren von Wasser auf solche drücke und Temperaturen und gleichzeitig Schnappschüsse von der atomaren Struktur war eine äußerst schwierige Aufgabe, die ein innovatives, experimentelles design,” Studie Autor Federica Coppari sagte in der Pressemitteilung vom Lawrence Livermore National Laboratory.
Bild der Laser Auftreffen auf eine Probe.Bild: Millot, Coppari, Hamel, Krauss (LLNL
Und Ihre Bemühungen waren erfolgreich, Coppari sagte. Es haben auch schon andere Beweise deuten auf die Existenz dieser superionic Eis. Aber x-ray diffraction Messungen sind eine wichtige Bestätigung. Das team hat vorgeschlagen, Ihre Benennung ice-XVIII.
“Diese Studie bringt die Letzte fehlende Stück des Puzzles in Bezug auf die Existenz von superionic water ice, 30 Jahre nach der ursprünglichen Vorhersage,” die Autoren schreiben in die Studie, veröffentlicht in der Natur.
Superionic Eis ist mehr als nur eine Neugier. “Wir denken, es macht den größten Teil der Masse der beiden Uranus und Neptun,” Jonathan Fortney, Direktor der Andere Welten-Labor an der Universität von Kalifornien, Santa Cruz, sagte Gizmodo. Wenn diese Planeten sind voll von dieser seltsamen form von Eis, Wissenschaftler müssen möglicherweise überdenken Ihre Modelle, wie die Wärme fließt durch diese Welten und wie Sie cool im Laufe der Zeit.
Die Forscher hoffen noch auf Messungen bei höheren Temperaturen und drücken, um vollständig bündig aus der Natur dieses Eis, und zu verstehen, die Druck auf die ice auf dieser superionic form.
Unsere alltäglichen Erfahrungen sind beschränkt auf die Temperaturen und drücke, die üblich sind, hier auf der Erde. Es ist leicht zu vergessen, wie viele wilde Zustände der Materie mit seltsamen Eigenschaften, vielleicht gibt es in anderen Bereichen.
Teilen Sie Diese Geschichte