به گزارش صبح پویا، دانشمندان موفق شدهاند شکل کاملاً جدیدی از یخ را در شرایطی فوقالعاده شدید و خارقالعاده کشف و مشاهده کنند؛ مادهای شگفتانگیز که در فشار بیش از ۲ میلیون برابر فشار جو زمین و دمای سرسامآور ۲۳۵۷ درجه سانتیگراد (معادل ۲۶۳۰ کلوین) به صورت جامد باقی میماند. این کشف بزرگ میتواند رازهای پنهان در ساختار درونی سیارات غولپیکر یخی مانند اورانوس و نپتون را آشکار کند.
آزمایش سخت برای ساخت داغترین یخ جهان
آب در شرایط عادی به سه شکل مایع، جامد (یخ معمولی) و گاز دیده میشود، اما تغییرات شدید دما و فشار میتواند فازهای ساختاری کاملاً متفاوتی از آن را پدید آورد. گروهی از پژوهشگران فرانسوی به سرپرستی «الکسیس فورستیه» از کمیسیون انرژیهای جایگزین و انرژی اتمی فرانسه، برای دستیابی به این هدف، نمونههای کوچکی از آب را میان نوک الماسهای بسیار مقاوم قرار دادند.
آنها با اعمال فشاری در حدود ۲۳۰ گیگاپاسکال (بیش از دو میلیون اتمسفر) و گرم کردن نمونهها با استفاده از پرتوهای قدرتمند لیزر تا دمای ۲۶۳۰ کلوین، موفق شدند به این ساختار دست پیدا کنند. با تاباندن پرتوهای ایکس بسیار باریک به نمونهها، پژوهشگران توانستند ساختار بلوری این ماده را بررسی کرده و شواهد قطعی از نوعی یخ با ساختار بلوری ششگوش فشرده (HCP) را ثبت کنند؛ ساختاری که پیشتر فقط به صورت تئوری پیشبینی شده بود.
ویژگیهای عجیب؛ وقتی یخ همزمان جامد و مایع است!
این شکل خاص از یخ در شرایط شدید میتواند وارد حالتی موسوم به یخ ابریونی (Superionic Ice) شود. در این حالت فیزیکی عجیب:
-
اتمهای اکسیژن در یک شبکه بلوری منظم و نسبتاً ثابت باقی میمانند.
-
هستههای هیدروژن مانند یک مایع آزادانه در میان این شبکه حرکت میکنند.
به این ترتیب، ماده تازه کشفشده ویژگیهای ترکیبی شگفتانگیزی از جامدات و مایعات را همزمان به نمایش میگذارد. نتایج آزمایشها نشان داد با افزایش توأمان فشار و دما، ساختار HCP بر سایر ساختارها (مانند FCC) غلبه میکند.
چرا این کشف اهمیت دارد؟
اهمیت این دستاورد علمی تنها به محیط آزمایشگاه محدود نمیشود. دانشمندان احتمال میدهند که شکلهای مشابهی از یخهای ابریونی در اعماق سیاراتی نظیر اورانوس و نپتون وجود داشته باشند. از آنجا که این مواد رسانایی الکتریکی متفاوتی دارند، حضور آنها میتواند بر نحوه حرکت مواد و بارهای الکتریکی در اعماق این سیارات تأثیر گذاشته و شکلگیری میدانهای مغناطیسی غیرعادی و پیچیده آنها را توجیه کند.
با وجود این موفقیت بزرگ، دانشمندان تأکید میکنند که هنوز اطلاعات کاملی درباره تمامی ویژگیهای این شکل جدید از یخ در دست ندارند و برای درک دقیق خواص مکانیکی و الکتریکی آن، نیازمند انجام آزمایشها و مطالعات نظری بیشتری در آینده هستند.