Вчені отримали «неможливу» форму льоду, яка може існувати тільки на Урані

Група вчених з Ліверморської Національної лабораторії імені Лоуренса отримала унікальну форму льоду, що отримала назву суперионный лід (superionic ice). Основна особливість цього льоду в тому, що він складається з твердої кристалічної решітки атомів кисню, навколо вузлів якої обертаються протони. Найцікавіше те, що поява такої форми речовини було передбачено понад 30 років тому, а за запевненнями експертів, такий вид льоду не може існувати на нашій планеті, зате з нього складаються ядра крижаних планет начебто Урану.

Як відомо, лід складається з води, а вода – це молекула кисню, поєднана з двома молекулами водню. Коли вода замерзає, її молекули можуть формувати кристалічні структури довільної форми. Кристалічна решітка звичайного льоду складається з шестигранників, однак існують і інші форми льоду, приміром, кубічний лід, решітка якого має, як нескладно здогадатися, форму куба. Але вони формуються лише при певних умовах, і отримати їх «у себе в холодильнику» не вийде. Для отримання ж суперионного льоду вчені стиснули молекули води за допомогою тиску, створюваного двома алмазними платформами. Така структура отримала назву лід-VII.

Кристалічна структура льоду-VII

Після стиснення молекул води вчені за допомогою потужного лазера створили усередині кристалічної структури ударні хвилі. Далі, збільшуючи силу ударних хвиль, всередині молекули між алмазними платформами були створені порожнини. Після отримання нової форми льоду вчені вивчили деякі його властивості.

Процес формування льоду-VII за допомогою лазера

З’ясувалося, що кристалічна решітка могла зберігати свою структуру навіть у діапазоні температур від 2000 до 5000 Кельвінів. Більш того, такий лід зміг проводити електричний струм. Таким чином, вдалося довести, що вченим вдалося отримати одну з форм суперионного льоду, в якому кристалічна решітка складається з атомів кисню, всередині якої можуть вільно переміщатися ядра атомів водню. Як заявив Джонатан Фортні, один з авторів роботи,

«Така форма льоду може зберігати стабільність при надзвичайних умовах, які зустрічаються тільки в центральних частинах ядер планет, таких як Нептун або Уран. Звичайно, крім льоду там є досить велика кількість інших речовин, наприклад, аміаку й метану. З часом ми спробуємо з’ясувати, чи зможе існувати стабільний суперионный лід при наявності цих речовин».