نوع جدیدی از یخ که در دماهایی بیش از ۲ هزار درجه سانتیگراد تشکیل میشود
طبق گزارش خبرآنلاین و به نقل از دیجیاتو، این تحقیق توسط محققان کمیسیون انرژیهای جایگزین و انرژی اتمی فرانسه انجام شده است. آنها نمونههای ریزی از آب را تحت شرایطی مشابه آنچه در سیارات یخی پیشبینی میشود، در دما و فشارهای شدید مورد آزمایش قرار دادند.
در حالت عادی، آب با افزایش دما به بخار تبدیل شده و منبسط میشود. اما در فشارهایی به میزان میلیونها برابر فشار جو زمین، این انبساط به شدت محدود شده و آب میتواند چگالی بالایی پیدا کند و انواع مختلفی از یخ را تشکیل دهد.
یکی از این انواع یخ، یخ سوپریونی نامیده میشود. در این نوع ساختار، اتمهای اکسیژن در یک شبکه بلوری نسبتاً ثابت قرار دارند و هستههای هیدروژن امکان حرکت در این شبکه را دارند. به همین خاطر، یخ سوپریونی ویژگیهایی از دو حالت جامد و مایع را بهطور همزمان به نمایش میگذارد.
محققان برای تحلیل این رفتار، نمونههای آب را بین دو نوک الماس فشرده و فشار را به ۲۳۰ گیگاپاسکال رساندند. سپس با استفاده از لیزر، این نمونهها را تا دماهای چند هزار درجه سانتیگراد گرم کردند. برای مقایسه، فشار جو در سطح دریا حدود ۰.۱ مگاپاسکال است.
در مراحل بعدی، پژوهشگران با بهرهگیری از پرتو بسیار باریک پرتو ایکس سینکروترون به بررسی تغییرات ساختار بلوری یخ پرداختند. نتیجهای که بهدست آمد، شواهدی ساختاری بود که پیشتر فقط بهصورت نظری قابل پیشبینی بود و بهطور قطعی در آزمایشها اثبات نشده بود: یخی با ساختار ششگوش فشرده یا hcp.
این نوع ساختار به طرز قرارگیری لایههای اتمهای اکسیژن در بلور مربوط میشود. یکی از شکلهای قبلی شناساییشده از یخ سوپریونی دارای ساختاری مکعبی (fcc) بود. در ساختار hcp، ترتیب لایهها بهگونهای متفاوت روی یکدیگر قرار میگیرد. پژوهشگران نشانههایی را شناسایی کردند که نشان میدهد ساختارهای fcc و hcp میتوانند با تغییر موقعیت لایهها به یکدیگر تبدیل شوند و این تغییر با افزایش فشار و دما بیشتر نمایان شد.
در فشار ۱۵۵ گیگاپاسکال و دمای ۲ هزار کلوین، دادههای پرتو ایکس نشاندهنده ترکیبی از نشانههای ساختارهای fcc و hcp بودند. با افزایش شرایط آزمایش به ۱۹۷ گیگاپاسکال و دمای ۲۲۵۰ کلوین، نشانههای مربوط به hcp بهطور چشمگیری قویتر از fcc شد. در نهایت، در فشار ۲۱۹ گیگاپاسکال و دمای ۲۶۳۰ کلوین، تقریباً هیچ نشانی از ساختار fcc باقی نمانده و ساختار hcp غالب گردید.
این یافتهها میتواند در فهم ساختار داخلی سیارات اورانوس و نپتون اهمیت زیادی داشته باشد. دانشمندان بر این عقیدهاند که یخ سوپریونی در مناطق عمیق این دو سیاره وجود داشته و ویژگیهای آن ممکن است با میدانهای مغناطیسی نامنظم آن دو در ارتباط باشد.
۵۸۵۸