Срочные новости раздела
Ученые получили еще одну форму воды, «горячий черный» лед, который может существовать в недрах гигантских планет

Ученые получили еще одну форму воды, «горячий черный» лед, который может существовать в недрах гигантских планет

В окружающем нас мире вода может находиться в гораздо большеv количестве различных форм, чем привыкло считать большинство людей. И недавно ученым из Национальной лаборатории Аргонна (Argonne National Laboratory) удалось получить одну из самых причудливых и экзотических форм воды — так называемый «горячий черный лед», который может существовать в естественных условиях только где-то в глубинах газовых и ледяных планет, таких, как Уран и Нептун.

Экспериментальная установка, производящая стабильный суперионный лед © Vitali B. Prakapenka et al.

Эта форма (фазовое состояние) воды известна в науке под названием суперионный лед, который формируется в условиях чрезвычайно высоких давлений и температур. Молекулы воды распадаются на составные части, ионы кислорода и водорода, и ионы кислорода формируют кубическую кристаллическую решетку, внутри которой ионы водорода перемещаются вполне свободно. Такие особенности придают данной форме льда высокую электрическую проводимость, низкую плотность и достаточно темный цвет.

Изучение такой формы материи сопряжено с рядом трудностей. Возможность существования горячего черного льда была обоснована теоретически достаточно давно, в 1990-х годах начали появляться первые намеки в результатах различных экспериментов, но лишь в 2018 году ученым удалось получить первые образцы суперионного льда в лаборатории, которые просуществовали в течение долей секунды.

И лишь недавно ученым из Аргона удалось подобрать такие условия проведения экспериментов, при которых образцы суперионного льда сохраняют стабильность достаточно долгое время, позволяя провести их тщательное изучение. Как и в других подобных экспериментах, давление, необходимое для формирования суперионного льда, создается двумя алмазными наковальнями, а высокая температура получается за счет лазерного нагрева. И, наконец, источник высокоэнергетического рентгеновского излучения Advanced Photon Source (APS) использовался для съемки процессов, происходящих при формировании кристаллической структуры.

Исследования показали, что ученым действительно удалось получить суперионный лед. Первые образцы начали появляться при температуре между 627 и 1627 градусами Цельсия при давлении около 20 ГПа. Удивительным является то, что это давление намного ниже давления, при котором такой лед должен был начать формироваться с точки зрения теоретических моделей.

Получение стабильного суперионного льда в лаборатории имеет более практическое значение, нежели простое любопытство. Изучение этого фазового состояния воды позволят нам лучше понять процессы формировании газовых планет и, возможно, даже указать на места, где следует проводить целенаправленные поиски внеземных форм жизни. Если такие формы льда существуют в недрах гигантских ледяных планет, то мантии из суперионного льда могут являться источником магнитного поля планеты, подобного магнитному полю Земли.

Ученые уже планируют проведение череды экспериментов, в ходе которых свойства суперионного льда будут изучены более тщательно и будут определены точные числовые значения электрической проводимости, вязкости, плотности, стабильности и других неизвестных на сегодняшний день параметров этого материала. Более того, будут проведены дополнительные исследования, направленные на выяснение того, как будут изменяться свойства суперионного льда, если в исходной воде будут содержаться различные соли и минералы.

Статья опубликована в журнале Nature Physics   Источник: dailytechinfo.org

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

Палеонтологи из США и Испании пришли к выводу, что динозавры-зауроподы проживали в более теплых регионах планеты. К зауроподам относят самых крупных животных, когда-либо обитавших на суше. Среди них:
подробнее...

РИА Новости. Ученые из Великобритании и США разработали новый метод оценки графиков эволюции биологических видов на основе геномных данных. Авторы доказали, что современные группы млекопитающих
подробнее...

Коллектив исследователей, в составе которого сотрудники УрФУ, выяснил, как наногель перемещается в гидродинамическом потоке кровеносных сосудов. Иными словами, как умный носитель для лекарства
подробнее...

Избранные астрономические события месяца (время всемирное):
подробнее...

Машинное обучение позволило испанским ученым детально проанализировать микросъемку «ремонта» ДНК в живой клетке. Исследователи открыли несколько новых белков, участвующих в этом процессе, и
подробнее...

Ученые из Японии и Австралии узнали, что грань между ядовитыми и неядовитыми млекопитающими и змеями размыта сильнее, чем предполагали. Также они выяснили, что при определенных условиях неядовитые
подробнее...

Исследователи из Университета Макмастера, Университета Альберты, Американского музея естественной истории и правительства канадской территории Юкон представили образцы ДНК за период от 30 до 3 тысяч
подробнее...

Эмбрион овирапторозавра свернулся в позу, характерную для современных птенцов. Открытие указывает на то, что эта особенность могла развиться сначала у нелетающих тероподов в меловом периоде. Об этом
подробнее...

Сколько копий каждого гена нужно любому виду животных и растений, чтобы он процветал в ареале своего существования, хорошо размножался и расширял среду своего обитания? Природа не дает простого ответа
подробнее...

Пока гигантские динозавры правили сушей, в морской пучине царили другие чудовища — как выясняется, не менее грандиозные. И даже первые их представители были очень велики.
подробнее...

Российские ученые исследовали, как меняется метаболизм хвостатой амфибии — сибирского углозуба — в ответ на замораживание. В отличие от других земноводных, животное использует в качестве «антифриза»
подробнее...

На ускорителе NSCL удалось получить рекордно легкие ядра магния, содержащие всего семь нейтронов. Магний — 12-й элемент Периодической таблицы и один из самых распространенных в земной коре. Он
подробнее...

Ученые Санкт-Петербургского государственного университета и Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имени академика Н. В. Лаверова Уральского отделения РАН выяснили, что
подробнее...

Ученые из Мемориального онкологического центра имени Слоуна — Кеттеринга создали  новую разновидность  генетически модифицированных иммунных клеток, которые смогут бороться с опухолями, остававшимися
подробнее...

Согласно новому исследованию, железы на нижней стороне брюшка гигантских шершней выделяют особое сигнальное вещество. Поэтому перед проникновением в пчелиный улей шершень трется об него брюшком, чтобы
подробнее...

Ученые-физики из Европейской организации ядерных исследований CERN провели ряд исследований и определили, что антиматерия взаимодействует с гравитацией, подобно обычной материи, и падает в
подробнее...

Новое исследование Патриции Бреннан и Дары Орбах — биологов из Колледжа Маунт-Холиок в штате Массачусетс (США) — показало, что у людей и дельфинов еще больше общего, чем мы предполагали. Исследователи
подробнее...

Московские ученые совместно с американскими коллегами придумали методику, которая позволит раскрыть особенности работы ядерных некодирующих РНК. Эти молекулы управляют активностью генома,
подробнее...