Záhadné planety vnější sluneční soustavy mohou skrývat podivnou formu vodního ledu, která je současně kapalinou a pevnou látkou. Nyní vědci vytvořili tuto zvláštní „superionickou vodu“ zde na Zemi.
Související obsah
- Mohou pršet diamanty uvnitř Neptunu a Uranu
- Nová bouře tak velká, jako je Země, míchá Neptunovu atmosféru
Pokus přidává na váze teorii, že superionický led, který může vést elektřinu jako kov, může vysvětlit lopatided magnetická pole Uranu a Neptunu. Vědci popisují jejich zjištění ve studii zveřejněné tento týden v časopise Nature Physics.
Jak Kenneth Chang reportuje pro New York Times, voda je klamně jednoduchá molekula vyrobená pouze ze tří atomů: dva vodíky a kyslík spolu spojené ve tvaru V. Když se spojí mnoho molekul vody, jejich kolektivní struktura se může měnit v závislosti na tom, v jakém stavu jsou. V kapalině se Vs rozpadají. Během zmrazování se spojují v krystalové mřížce, která je prostornější, a proto má sklon k ledu expandovat.
Vědci zkoumající strukturální vlastnosti vody našli téměř 20 různých forem ledových krystalů, přičemž molekuly vody jsou uspořádány v konfiguracích od neuspořádaných po hexagonální až krychlové. (Naštěstí nikdo nemá smrtící a oceánské vlastnosti fiktivní ledové devítky, kterou vysnil Kurt Vonnegut pro kočičí kolébku .)
Molekuly vody superionického ledu jsou spojeny tak pevně, že jejich atomy kyslíku tvoří tuhou mříž, píše Change. Atomy vodíku, nesoucí kladný náboj, pak mohou volně protékat. Proudící vodíkové ionty mohou také přenášet elektrický proud.
"Je to, jako by byl vodní led částečně roztavený, " říká Raymond Jeanloz, jeden z autorů papíru a profesor Země a planetární vědy na Kalifornské univerzitě, Berkeley, říká The New York Times .
Podle tiskové zprávy z laboratoře Jeanloz a jeho kolegové stlačili vodní led mezi dvěma diamanty v Lawrence Livermore National Laboratory na 25 000krát větší tlak, jaký zažíváme na Zemi. Led pod tlakem pak vzal cross-country letadlo v příručních zavazadlech k dosažení University of Rochester's Laboratory pro Laser Energetics v New Yorku. Šest intenzivních laserových paprsků vystřelilo do vzorku puls ultrafialového světla, které vyslalo rázové vlny, které látku dále stlačovaly a zahřívaly.
Při asi 1, 9 milionunásobku atmosférického tlaku vědci pozorovali prudký nárůst hustoty a teploty, píše Emily Conover pro Science News . Tato změna je důkazem, že se vzorek roztavil, stejně jako teoretické výpočty předpovídají, zda se jedná o superionický led. Vzorek také vedl elektřinu.
Ledoví obři Uran a Neptun mohou nést superionický led ve svých pláštích, což je fenomén, který by vytvářel magnetická pole, která vypadají jinak, než to, které bylo vytvořeno v jádru planety, stejně jako je situace na Zemi, píše Chang pro The New York Times.
Experiment může mít také důsledky blíže domovu. Jeanloz říká The Times, že superionický led může vést k novým materiálům. „Jakmile člověk začne ověřovat tyto druhy předpovědí, dává to naději, že člověk může začít přemýšlet o nových materiálech, “ říká, „kde mi řekneš, jaké vlastnosti chceš, a někdo teď může použít počítač, aby zjistil, jaký druh materiálu, jaké prvky musíte dát dohromady a jak by musely být zabaleny, aby přišly s těmito vlastnostmi. “
