Группа ученых из Ливерморской Национальной лаборатории имени Лоуренса получила уникальную форму льда, получившую название суперионный лед (superionic ice). Основная особенность этого льда в том, что он состоит из твердой кристаллической решетки атомов кислорода, вокруг узлов которой вращаются протоны. Самое интересное то, что появление такой формы вещества было предсказано более 30 лет назад, а по заверениям экспертов, такой вид льда не может существовать на нашей планете, зато из него состоят ядра ледяных планет вроде Урана.
Как известно, лед состоит из воды, а вода – это молекула кислорода, соединенная с двумя молекулами водорода. Когда вода замерзает, ее молекулы могут формировать кристаллические структуры произвольной формы. Кристаллическая решетка «обычного» льда состоит из шестигранников, однако существуют и другие формы льда, к примеру, кубический лед, решетка которого имеет, как несложно догадаться, форму куба. Но они формируются лишь при определенных условиях, и получить их «у себя в холодильнике» не выйдет. Для получения же суперионного льда ученые сжали молекулы воды при помощи давления, создаваемого двумя алмазными платформами. Такая структура получила название лед-VII.
Кристаллическая структура льда-VII
После сжатия молекул воды ученые при помощи мощного лазера создали внутри кристаллической структуры ударные волны. Далее, увеличивая силу ударных волн, внутри молекулы между алмазными платформами были созданы полости. После получения новой формы льда ученые изучили некоторые его свойства.
Процесс формирования льда-VII при помощи лазера
Выяснилось, что кристаллическая решетка могла сохранять свою структуру даже в диапазоне температур от 2000 до 5000 Кельвинов. Более того, такой лед смог проводить электрический ток. Таким образом, удалось доказать, что ученым удалось получить одну из форм суперионного льда, в котором кристаллическая решетка состоит из атомов кислорода, внутри которой могут свободно перемещаться ядра атомов водорода. Как заявил Джонатан Фортни, один из авторов работы,
«Такая форма льда может сохранять стабильность при чрезвычайных условиях, которые встречаются только в центральных частях ядер планет, таких как Нептун или Уран. Конечно, помимо льда там присутствует достаточно большое количество других веществ, например, аммиака и метана. Со временем мы попытаемся выяснить, сможет ли существовать стабильный суперионный лед при наличии этих веществ».