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科学家们发现了一种称为超离子冰的新型水

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导读 说到水,我们知道它可以以三种形式存在于自然界中——液体(通常是水)、固体(冰和雪)和气体(在云和蒸汽中)。然而,一组科学家最近的一项发现

说到水,我们知道它可以以三种形式存在于自然界中——液体(通常是水)、固体(冰和雪)和气体(在云和蒸汽中)。然而,一组科学家最近的一项发现表明,自然界中存在另一种形式的水,科学家们能够在极端条件下重新创造它。

被称为超级离子冰的水的新相最近由芝加哥大学研究员 Vitali Prakapenka 共同领导的一个研究小组发现。该团队最近在《自然物理学》杂志上发表了一篇研究论文,详细介绍了在天王星和海王星等行星核心内发现的奇怪的黑冰。

此前,科学家团队能够通过通过一滴水发送巨大的冲击波来制造超离子冰。然而,它在瓦解之前只存在了片刻。

尽管如此,研究人员继续使用新的方法和实验来创造黑冰物质。因此,在最新的实验中,他们在两颗钻石(被认为是地球上发现的最硬物质之一)之间压水,以重现含有超离子冰的行星核心的极端压力。

根据这项研究,在此之后,他们使用高级光子源或高亮度 X 射线束,通过钻石发射激光来加热水并重建超离子冰。

实验结束后,当科学家们使用 X 射线查看结果时,他们发现冰的密度变小了。它呈现黑色,因为它与自然光的相互作用不同于自然界中的常规物质。

“想象一个立方体,一个在角处有氧原子的晶格,当它转变为这种新的超离子相时,氢原子连接在一起,晶格会膨胀,使氢原子四处迁移,而氧原子在其位置上保持稳定。这有点像漂浮在氢原子海洋中的固体氧晶格,”普拉卡彭卡在官方新闻稿中解释道。

现在,虽然新物质的发现本身就是一个惊喜,但让科学家们最惊讶的是他们需要的压力比他们想象的要少得多。最初,他们推测,所述 超音速冰的创建需要的压力的至少50个千兆帕,这是使燃烧用于剥离期间存在于火箭燃料压力相同的量。然而,成功进行实验只需要 20 吉帕的压力。

这里要注意的另一件重要事情是,超离子冰不仅存在于外部行星上。它也存在于地球内部,负责维持我们星球的磁性,从而保护地球表面免受来自外太空的有害辐射和宇宙射线的伤害。

因此,科学家们认为对这种新物质的进一步研究可能有助于在太空中寻找可能包含生命的行星。“这应该会刺激更多的研究,”普拉卡彭卡进一步补充说。

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