Na zagonetnim planetima sunčevog sustava može se nalaziti čudan oblik vodenog leda koji je u isto vrijeme i tekućina i kruta tvar. Istraživači su stvorili tu neobičnu "superionsku vodu" ovdje na Zemlji.
Povezani sadržaj
- Mogu padati kišni dijamanti unutar Neptuna i Urana
- Nova oluja velika koliko i zemlja podiže atmosferu Neptuna
Eksperiment, pokus dodaje teži teoriji da superionski led, koji može provoditi električnu energiju kao što to čini metal, može objasniti magnetska polja Urana i Neptuna sa sklopljenim leđima. Istraživači opisuju svoja otkrića u studiji objavljenoj ovog tjedna u časopisu Nature Physics.
Kao što Kenneth Chang izvještava za T on New York Times, voda je varljivo jednostavna molekula sastavljena od samo tri atoma: dva vodika i kisika spojenih u V-oblik. Kad se mnoge molekule vode skupe, njihova kolektivna struktura može se mijenjati ovisno o stanju u kojem su. U tekućini se Vs probija okolo. Tijekom zamrzavanja povezuju se u kristalnu rešetku koja je prostranija, pa je stoga i tendencija leda da se širi.
Istraživači koji su ispitivali strukturna svojstva vode pronašli su gotovo 20 različitih oblika kristala leda, s molekulama vode raspoređenim u konfiguracijama od neurednih šesterokutnih do kubičnih. (Srećom, nijedno nije imalo smrtonosnih svojstava izmrzavanja i okeana izmišljenog Ledena devetki o kojem je sanjao Kurt Vonnegut za Mačkovu kolijevku .)
Superionske molekule leda vode su složene toliko čvrsto da njihovi atomi kisika tvore krutu rešetku, piše Change. Atomi vodika, noseći pozitivan naboj, tada slobodno prolaze kroz njega. Tečeći vodikovi ioni također mogu nositi električnu struju.
„Kao da je vodeni led djelomično rastopljen“, kaže za New York Times Raymond Jeanloz, jedan od autora papira i profesor zemlje i planetarnih znanosti na Kalifornijskom sveučilištu Berkeley.
Kako bi stvorili superionsku vodu, Jeanloz i njegovi kolege komprimirali su vodeni led između dva dijamanta u Nacionalnom laboratoriju Lawrence Livermore, što je 25.000 puta veći od pritiska koji doživljavamo na Zemlji, navodi se u priopćenju iz laboratorija. Led pod pritiskom preuzeo je vožnju zrakoplovom u ručnoj prtljazi kako bi stigao do Laboratorija za lasersku energetiku Sveučilišta u Rochesteru u New Yorku. Šest intenzivnih laserskih zraka zračilo je puls ultraljubičastog svjetla u uzorak, šaljući udarne valove koji su još više komprimirali tvar i zagrijavali je.
Otprilike 1, 9 milijuna puta atmosferski tlak, istraživači su primijetili pad gustoće i temperature, piše Emily Conover za Science News . Ta je promjena dokaz da se uzorak rastopio, baš kao što bi teorijski proračuni mogli predvidjeti je li to bio superionski led. Uzorak je provodio i struju.
Ledeni divovi Uran i Neptun mogu u svojim plaštima nositi superionski led, fenomen koji bi stvorio magnetska polja koja izgledaju drugačije od generiranih u jezgri planeta, kao što je situacija na Zemlji, piše Chang za New York Times.
Eksperiment također može imati implikacije bliže kući. Jeanloz kaže za The Times da bi superionski led mogao dovesti do novih materijala. "Kako netko počne s validacijom takvih predviđanja, to daje nadu da bi mogao započeti razmišljati o inženjeringu novih materijala", kaže on, "gdje mi kažete koja svojstva želite, a netko sada može koristiti računalo da shvati kakvu vrstu materijala, kakve sve elemente morate sastaviti i kako će se oni morati spakirati da bi došli do tih svojstava. "
