#پرتو_دانش |
ایجاد یخ اورانوسی و نپتونی روی زمینمحققان با خرد کردن و حرارت دادن یخ بین سندان‌های الماسی، وجود فازی از یخ را تأیید کردند که می‌تواند در گوشته‌های گرم غول‌های یخی وجود داشته باشد.
در سال ۱۹۸۶، کاوشگر وویجر ۲ از کنار اورانوس عبور کرد و میدان مغناطیسی را شناسایی کرد که دوقطبی آن به شدت از مرکز سیاره و محور آن به شدت از محور چرخش سیاره فاصله داشت. سه سال بعد، این فضاپیما کشف کرد که میدان نپتون نیز مشابه است. محتمل‌ترین منشأ میدان‌های مغناطیسی غول‌های یخی، شامل گوشته‌ای از «یخ فوق‌یونی» است، فازی که از پروتون‌های متحرک تشکیل شده که از میان شبکه‌ای از اتم‌های اکسیژن عبور می‌کنند. اکنون الکسی فورستیه از کمیسیون انرژی‌های جایگزین و اتمی فرانسه (CEA) و همکارانش، شکلی از یخ فوق‌یونی را ایجاد و مشاهده کرده‌اند که بارها توسط مطالعات نظری پیش‌بینی شده بود.
فورستیه و همکارانش هر مرحله آزمایشی را با استفاده از یک سرنگ برای تزریق آب فوق‌خالص به یک سلول سندان الماسی آغاز کردند. برای رسیدن به شرایطی که در گوشته‌های غول‌های یخی حاکم است، محققان نمونه را فشرده و همزمان با نور لیزر آن را حرارت دادند. دما از ۳۰۰ تا ۲۶۳۰ کلوین متغیر بود؛ فشار نیز از ۸۰ تا ۲۲۹ گیگاپاسکال (GPa) متغیر بود. محققان تحقیقات خود را در تأسیسات تابش سینکروترون اروپا در فرانسه انجام دادند، که منبع فوق‌درخشان آن به آنها امکان داد تا الگوهای پراش واضحی را با وجود اینکه نمونه به قطر تنها ۱۲ میکرومتر فشرده شده بود، به دست آورند.
الگوهای پراش نشان داد که یخ فوق‌یونی با شبکه مکعبی وجوه‌مرکز (fcc) در دماهای بالای ۱۸۰۰ کلوین و فشارهای بالای ۱۶۰ گیگاپاسکال به شکل شبکه شش‌گوشه متراکم (hcp) تبدیل می‌شود. این شرایط در محدوده حالت فوق‌یونی قرار داشته و برای درون غول‌های یخی مرتبط هستند. شکل hcp ممکن است خواص مکانیکی و رسانایی یونی متفاوتی نسبت به فاز fcc داشته باشد، بنابراین این نتایج می‌توانند پیامدهایی برای مدل‌های اورانوس، نپتون و سیارات فراخورشیدی مشابه آنها داشته باشند.
– چارلز دی، ویراستار ارشد مجله فیزیک
🆔گروه علمی فرهنگی نور
⚛بسیج دانشجویی دانشکده فیزیک و مهندسی انرژی دانشگاه صنعتی امیرکبیر
