Ερευνητική ομάδα υπό τον Alexis Forestier από τη Γαλλική Επιτροπή Εναλλακτικών Ενεργειών και Ατομικής Ενέργειας (CEA) ανακάλυψε μια νέα κρυσταλλική φάση νερού υπό συνθήκες ακραίας θερμοκρασίας και πίεσης.
Τα ευρήματα, που δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Physical Review Letters, προσφέρουν σημαντικές πληροφορίες για τη δομή και τα αλλόκοτα μαγνητικά πεδία των παγωμένων γιγάντων του ηλιακού μας συστήματος.
Εργαστηριακή αναπαράσταση ακραίων συνθηκών
Στο εσωτερικό του Ουρανού και του Ποσειδώνα, ο πάγος υφίσταται ως υπεριοντικός πάγος – μια εξωτική κατάσταση όπου τα άτομα οξυγόνου σχηματίζουν ένα στερεό πλέγμα, ενώ τα πυρήνες υδρογόνου ρέουν ελεύθερα σαν υγρό, καθιστώντας το υλικό αγώγιμο.
Για την αναπαράσταση αυτών των συνθηκών, οι ερευνητές συμπίεσαν δείγματα νερού σε κυψέλη διαμαντένιου άκμονα και τα θέρμαναν με λέιζερ. Σε θερμοκρασίες άνω των 1.800 Κέλβιν και πιέσεις που άγγιξαν τα 230 gigapascals (πάνω από 2 εκατομμύρια φορές την ατμοσφαιρική πίεση της Γης), η περίθλαση ακτίνων Χ στο Ευρωπαϊκό Σύγχροτρον (ESRF) αποκάλυψε μια νέα διάταξη.
Παρατήρηση εξαγωνικής δομής hcp
Η ανάλυση έδειξε ότι τα άτομα οξυγόνου κλειδώθηκαν σε ένα εξαγωνικό πυκνό πρότυπο (hexagonal close-packed – hcp), αντικαθιστώντας την έδρα-κεντρωμένη κυβική φάση (fcc) ως την κυρίαρχη μορφή υπεριοντικού πάγου σε αυτές τις συνθήκες.
Επιπτώσεις για τα πλανητικά μοντέλα
Η ανακάλυψη της εξαγωνικής δομής είναι ουσιαστική, καθώς οι διαφορετικές ηλεκτρικές και μηχανικές ιδιότητες της φάσης hcp επηρεάζουν άμεσα τον τρόπο με τον οποίο οι επιστήμονες μοντελοποιούν τη δημιουργία των μαγνητικών πεδίων και τη μεταφορά θερμότητας στο εσωτερικό του Ποσειδώνα και του Ουρανού.
