💢 دانشمندان یخی ساختند که در دمای ۲۳۵۷ درجه سانتی‌گراد هم وجود دارد

دانشمندان موفق شده‌اند شکل جدیدی از یخ را در شرایطی فوق‌العاده شدید مشاهده کنند؛ ماده‌ای که در فشار بیش از ۲ میلیون برابر فشار جو زمین و دمای بیش از ۲ هزار درجه سانتی‌گراد تشکیل شده و می‌تواند به شناخت بهتر ساختار درونی سیاراتی مانند اورانوس و نپتون کمک کند.

دانشمندان فرانسوی موفق به مشاهده‌ی شکل جدیدی از یخ به نام یخ ابریونی (Superionic Ice) در آزمایشگاه شدند. این ماده در فشاری معادل ۲۳۰ گیگاپاسکال و دمایی حدود ۲۳۵۷ درجه سانتی‌گراد تشکیل می‌شود و دارای ساختار بلوری شش‌گوش فشرده (HCP) است. در این حالت، اتم‌های اکسیژن ثابت می‌مانند اما هسته‌های هیدروژن آزادانه حرکت می‌کنند که این ماده را هم‌زمان شبیه جامد و مایع می‌کند.

این کشف می‌تواند به درک بهتر ساختار درونی سیارات اورانوس و نپتون و شکل‌گیری میدان‌های مغناطیسی غیرعادی آن‌ها کمک کند، هرچند هنوز نیاز به مطالعات بیشتر برای تعیین دقیق خواص مکانیکی و الکتریکی آن وجود دارد.

آب در شرایط معمول به‌صورت مایع، جامد یا گاز دیده می‌شود، اما تغییر شدید فشار و دما می‌تواند آن را به حالت‌های بسیار متفاوتی تبدیل کند. پژوهشگران اکنون یکی از عجیب‌ترین شکل‌های یخ را در آزمایشگاه مشاهده کرده‌اند؛ حالتی که در دماهای بسیار بالا نیز می‌تواند ساختار جامد خود را حفظ کند.

این آزمایش توسط گروهی از دانشمندان به سرپرستی «الکسیس فورستیه» از کمیسیون انرژی‌های جایگزین و انرژی اتمی فرانسه انجام شد. پژوهشگران نمونه‌های بسیار کوچکی از آب را میان نوک الماس‌ها قرار دادند و آن‌ها را تا فشار حدود ۲۳۰ گیگاپاسکال فشرده کردند. سپس با استفاده از لیزر، نمونه‌ها را تا دمای حدود ۲۶۳۰ کلوین، معادل ۲۳۵۷ درجه سانتی‌گراد گرم کردند.

دانشمندان برای بررسی ساختار ماده از پرتوهای بسیار باریک پرتو ایکس استفاده کردند و به شواهدی از نوعی یخ با ساختار بلوری شش‌گوش فشرده یا HCP رسیدند؛ ساختاری که پیش‌تر از نظر نظری پیش‌بینی شده بود، اما مشاهده آزمایشگاهی آن به‌طور قطعی تأیید نشده بود.

این یخ در شرایط خاص می‌تواند وارد حالتی موسوم به یخ ابریونی (Superionic Ice) شود. در این حالت، اتم‌های اکسیژن در یک شبکه بلوری نسبتاً ثابت باقی می‌مانند، اما هسته‌های هیدروژن می‌توانند درون این ساختار حرکت کنند. به همین دلیل، این ماده هم ویژگی‌هایی شبیه جامدات و هم ویژگی‌هایی شبیه مایعات دارد.

نتایج آزمایش نشان داد با افزایش فشار و دما، ساختار HCP به‌تدریج بر ساختار دیگری موسوم به FCC غالب می‌شود. در فشار حدود ۲۱۹ گیگاپاسکال و دمای ۲۶۳۰ کلوین، نشانه‌های ساختار HCP به‌وضوح غالب بود.

اهمیت این کشف فقط به آزمایشگاه محدود نمی‌شود. دانشمندان احتمال می‌دهند شکل‌های ابریونی یخ در اعماق اورانوس و نپتون وجود داشته باشند. از آنجا که این مواد می‌توانند رسانایی الکتریکی متفاوتی داشته باشند، ساختار آن‌ها ممکن است بر نحوه حرکت ماده و بار الکتریکی درون این سیارات و در نتیجه شکل‌گیری میدان‌های مغناطیسی غیرعادی آن‌ها تأثیر بگذارد.

با این حال، دانشمندان هنوز اطلاعات کاملی درباره ویژگی‌های این شکل جدید یخ ندارند و برای تعیین دقیق خواص مکانیکی و الکتریکی آن به آزمایش‌ها و مطالعات نظری بیشتری نیاز است.

https://www.sciencealert.com/scientists-create-a-new-form-of-ice-at-more-than-2000-c

🆔@ScientificDialectics