我們都知道,水可以以多種多樣的形態(tài)存在,例如液體、氣體或者是固體。如今,科學家們又發(fā)現(xiàn)了一種全新的物質(zhì)狀態(tài)——超離子冰(superionic ice)。
這種類型的冰在極高的溫度和壓力下形成,例如海王星和天王星等行星內(nèi)部深處的冰。以前,當科學家們通過一滴水發(fā)出沖擊波時,只能在短暫的瞬間瞥見超離子冰,但該發(fā)表在《自然物理學》上的新研究中,科學家們找到了一種可靠地制造、維持超離子冰的方法。
研究團隊使用粒子加速器在兩塊鉆石之間發(fā)射電子,在一個水樣本中產(chǎn)生了高達200吉帕斯卡的難以測得的壓力,并使它形成了一種全新的結(jié)構(gòu),當壓力釋放后,這種結(jié)構(gòu)就會恢復(fù)原狀。
研究人員在簡介中說:“想象一個立方體,一個在角上由氫連接的氧原子的晶格,當它轉(zhuǎn)變?yōu)檫@種新的超離子相時,晶格會膨脹,使氫原子四處遷移,而氧原子則保持穩(wěn)定的位置。這有點像漂浮在氫原子海洋中的固體氧晶格。”
這對冰的行為產(chǎn)生了影響:它變得不那么密集,但由于它與光的相互作用不同而明顯變暗。但是超離子冰的全部化學和物理特性還有待探索。“這是一種新的物質(zhì)狀態(tài),所以它基本上是一種新材料,它可能與我們想象的不同,”研究人員說。