科学家发现全新水状态 ——“超离子导体冰”

新浪科技 2022/6/2 11:18:40 责编:潇公子

科学家在两颗钻石之间压缩了一个水滴,并使用世界上最强大的激光器将其轰击至类似恒星的温度,结果形成了一种神秘的水状态。目前科学家将其称为“超离子导体冰”,这种怪异黑色水结构存在于地球中心的压力和温度条件下,该项发现将帮助研究人员调查分析隐藏在其他星球内核的秘密。

此前研究人员使用冲击波创造了这种怪异的冰结构,但仅 20 纳秒就融化了,这项最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,10 月 14 日《自然物理学》杂志发表了该项研究报告。美国芝加哥大学地球物理学家比塔利・普拉卡蓬说:“这是一个惊喜,每个人都认为该状态水物质很难复制,必须在更高的压力条件下才能形成。”液体、蒸汽和冰是水最常见的状态,但水分子也可以形成代表不同结构的其他排列,事实上,科学家已确定了水冰的 20 个状态 —— 在不同温度和压力下,氢原子和氧原子会以不同方式结合在一起。

最新发现的“超离子导体冰”是冰的第 18 个状态,也是迄今为止发现最特殊的冰结构之一,因为其氧原子在水是固体时被锁定,但其氢原子脱离电子后成为离子,原子核因此剥夺了它们的电子,因此带有正电,可以像液体一样自由穿过冰。

普拉卡蓬说:“人们可以想象一个立方体,氧原子是立方体的固体点位,彼此由氢原子连接,最终形成一个立方体晶格,当它转变成超离子状态时,晶格会膨胀,允许氢原子四处移动,而氧原子则保持稳定位置,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,从而使冰层呈现黑色。”

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