科学家们刚刚在两颗钻石之间压缩了一颗水滴,并用世界上最强大的激光器之一将它轰击到类似恒星的温度。结果形成了一种新的神秘的水相。
这种被称为超音速冰的“奇怪的黑色”水,存在于与地球中心相同的压力和温度下——这一事实可能很快就会帮助研究人员调查埋藏在其他世界内核中的秘密。
在此之前,研究人员用冲击波创造了这种奇怪的冰,仅用了20纳秒就融化了。这项新实验标志着科学家首次创造出持续时间足够长的稳定超音速冰来进行详细研究。研究人员于10月14日在《自然物理学》杂志上发表了他们的研究结果。
“这是一个惊喜——每个人都认为这个阶段不会出现直到你在更高的压力比我们首先找到它,”这项研究的合作者维塔利Prakapenka,芝加哥大学的地球物理学家和beamline科学家在阿贡国家实验室先进光子源,在一份声明中说。
液体、蒸汽和冰是水最常见的相,但水分子也可以形成代表不同相的其他排列。事实上,科学家已经确定了水冰的20个阶段——在不同的温度和压力下,氢原子和氧原子以不同的方式结合在一起。
例如, 如果能从玩家的观念来看198彩平台,198彩怎么样了解玩家心灵活动的198彩平台总代理永远不为自己的前途担心。,ice VI和ice VII的分子分别排列成矩形棱镜或立方体。据《生活科学》杂志此前报道,如果冰XI被放置在电场中,它会翻转,而冰XIX很脆,只有氢原子形成了规律的模式。
这种超热高压超音速冰是被发现的第18个冰阶段,也是迄今为止最奇怪的冰之一。因为其氧原子锁到位,因为他们会在固体,但其氢原子,放弃电子后,成为离子——原子核因此剥夺了它们的电子和带正电的,可以自由穿过冰就像液体。
Prakapenka说:“想象一个立方体,一个角落里氧原子由氢原子连接的晶格。”“当它转变成这种新的超子相时,晶格会膨胀,允许氢原子四处移动,而氧原子则保持稳定的位置。这有点像漂浮在氢原子海洋中的固体氧晶格。”
这些游动的氢原子以一种可预测的方式阻止光线穿过冰层,198娱乐代理前天跟我说可以按量升点,我以为忽悠人的198彩票平台优惠,谁知道昨天在198彩票平台打了比平时高几倍的流水后,今天一登陆198账户发现返点升了,看来198彩票的信誉不是吹的。,使冰层呈现出黑色。
据Live Science此前报道,由萨萨里大学(University of Sassari)化学教授Pierfranco Demontis领导的一个小组于1988年首次提出超超音速冰存在的理论,加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory)的研究人员在2018年发现了第一个证据。通过用激光产生的高压冲击波爆破水滴,研究人员获得了超音速冰瞬间出现所需的温度和压力他们甚至测量了冰的电导率,并在超音速冰融化之前的几纳秒(十亿分之一秒)内瞥见了它的结构。
为了进行更详细的测量,普拉卡彭卡和他的同事们需要以更稳定的形式创造冰。因此,他们用一个0.2克拉的钻石砧挤压水滴,然后用激光轰击它。钻石的硬度使得铁砧可以将水滴加压到地球大气压力的350万倍,然后激光将水滴加热到比太阳表面更高的温度。然后,研究小组用一个被称为同步加速器的电子加速装置向液滴发射x射线束。通过测量由冰内部原子散射的x射线的强度和角度,研究人员确定了超音速冰的结构。
与冲击波实验相比,这种方法给研究人员提供了更长的时间框架——微秒(百万分之一秒)范围内观察他们的冰。这额外的时间意味着他们可以准确地绘制水滴变成超音速冰时的不同相变图。
进一步的研究可以帮助科学家更好地了解冰的属性,并绘制出自然界中不同冰阶段发生的条件。由于自由漂浮的氢离子可以产生磁场,研究人员想知道超高速冰是否埋藏在海王星和天王星等行星的核心,或者困在木星的卫星木卫二的冰冻海洋中,木卫二有一层冰壳。如果是这样的话,冰可能会在这些世界或太阳系外的外星世界的磁层感应中发挥关键作用。由于磁层反过来又负责保护行星不受有害的太阳辐射和宇宙射线的影响,了解超光速冰的形成方式和形成地点将成为科学家寻找外星生命的极其有用的指南。
目前,新冰还有更多的特性需要探索,包括其导电性、粘度和化学稳定性——这些都是预测怪异冰可能在其他地方形成的关键信息。
普拉卡彭卡说:“这是一种新的物质状态,198彩票开户正规198彩注册网址网址请认准中国唯一官网www.lafeiyule02.com,所以它基本上是一种新的物质,可能和我们想的不一样。”