科学家重新创造了“热黑冰”

2021-11-25 16:53:07 文章来源:网络
  根据不同的条件,水实际上可以形成十多种不同的结构。如今,科学家们在实验室中重新创造了一种特别奇怪的形式:超离子冰,它是一种可能存在于天王星、海王星等行星深处的热黑冰。
  这种冰是在极高的温度和压力下形成的。过去,当科学家通过一滴水发出冲击波时,他们只能在短时间内瞥见超离子冰。然而,在《自然物理学》杂志上发表的一项新研究中,科学家们找到了一种可靠的创造、维护和检测冰的方法。
  科学家使用巨大的加速器,可以驱动电子接近光速,产生明亮的x射线束。他们将冰挤在两颗钻石之间,模拟高压,然后发射激光,通过钻石加热样本。最后,他们发射了一束x射线穿过样品,然后根据x样品中射线的散射,拼凑出样品内部原子的排列。
  当他们第一次进行实验时,科学家看到的结构读数与他预期的大相径庭。他认为一定有问题,发生了不想要的化学反应。在这种实验中,这种反应经常发生在水中。但是当激光关闭,样品回到室温时,冰又回到了原来的状态,这意味着这是一种可逆的结构变化,而非化学反应。研究小组通过观察冰的结构,意识到它有了一个新的阶段。它们能准确地绘制其结构和性质。
  这种超离子冰密度降低,颜色明显变暗,因为它与光的相互作用不同。这是一种新的物质状态,超离子冰的所有化学和物理特性都需要探索。
  这一发现也令人惊讶,因为虽然理论科学家预测了超离子冰的存在,但大多数模型认为它不会出现在水被压缩到500多吉帕之前,但这些实验的压力只有200亿帕。
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