Salaperäisissä ulkoisissa aurinkokunnan planeetoissa voi olla omituinen vesijäämuoto, joka on samanaikaisesti nestemäinen ja kiinteä aine. Nyt tutkijat ovat luoneet tämän omituisen "superionisen veden" täällä maan päällä.
Asiaan liittyvä sisältö
- Voi sataa timantteja Neptunuksen ja Uranuksen sisällä
- Uusi yhtä suuri myrsky kuin maapallo sekoittaa Neptunuksen ilmapiiriä
Koe lisää painoa teorialle, että superioninen jää, joka voi johtaa sähköä kuten metalli, voi selittää Uranuksen ja Neptunuksen magneettikentät. Tutkijat kuvaavat havaintonsa tutkimuksessa, joka julkaistiin tällä viikolla Nature Physics -lehdessä .
Kuten Kenneth Chang raportoi New York Timesille, vesi on harhaanjohtava molekyyli, joka koostuu vain kolmesta atomista: kahdesta vetystä ja hapesta, jotka on kytketty toisiinsa V-muodossa. Kun monet vesimolekyylit yhdistyvät, niiden kollektiivinen rakenne voi muuttua sen mukaan, missä tilassa ne ovat. Nesteessä V: t liukenevat. Jäätymisen aikana ne yhdistyvät tilavammassa kidehilassa, joten jään taipumus laajentua.
Veden rakenteellisia ominaisuuksia tutkivia tutkijoita on löydetty lähes 20 erilaista jääkitettä, vesimolekyylien ollessa järjestetty epäjärjestyksestä heksagonaaliseen tai kuutiomaiseen. (Onneksi yhdelläkään ei ole kuoleman ja valtameren jäätymisominaisuuksia kuvitteellisella Ice-yhdeksällä, jonka Kurt Vonnegut haaveili kissankehdosta .)
Superionisen jään vesimolekyylit pakataan toisiinsa niin tiukasti, että niiden happiatomit muodostavat jäykän hilan, Change kirjoittaa. Vetyatomit, joilla on positiivinen varaus, voivat sitten vapaasti virtaa sen läpi. Virtaavat vetyionit voivat myös kuljettaa sähkövirtaa.
"Vaikuttaa siltä, että vesijää on osittain sulaa", Raymond Jeanloz, yksi paperin kirjoittajista ja maapallon ja planeettatieteen professori Kalifornian yliopistossa, Berkeley, sanoo The New York Timesille .
Superionisen veden luomiseksi Jeanloz ja hänen kollegansa puristivat vesijään kahden vinoneliön väliin Lawrence Livermoren kansallisessa laboratoriossa 25 000-kertaiseksi paineisiin, joita koemme maapallolla, laboratorion lehdistötiedotteen mukaan. Paineen alla oleva jää matkusti sitten hiihtolentokoneella matkalaukkuissaan saavuttaakseen Rochesterin yliopiston laserenergetiikan laboratorion New Yorkissa. Kuusi voimakasta lasersätettä räjäytti ultraviolettivalon pulssin näytteeseen lähettäen iskuaaltoja, jotka puristivat ainetta edelleen ja kuumensivat sitä.
Noin 1, 9 miljoonaa kertaa ilmakehän paineessa tutkijat havaitsivat tiheyden ja lämpötilan piikin, Emily Conover kirjoittaa Science News -lehdelle. Tämä muutos on todiste näytteen sulamisesta, aivan kuten teoreettiset laskelmat ennustaisivat, oliko se superionista jäätä. Näyte johti myös sähköä.
Jää jättiläiset Uranus ja Neptune saattavat kantaa vaippaansa superionista jäätä. Tämä on ilmiö, joka tuottaa magneettikenttiä, jotka näyttävät erilaisilta kuin planeetan ytimessä syntyvät, kuten maan tilanne, kirjoittaa Chang The New York Timesille.
Kokeilulla voi olla vaikutuksia myös lähempänä kotia. Jeanloz kertoo The Timesille, että superioninen jää voi johtaa uusiin materiaaleihin. "Kun ihminen alkaa vahvistaa sellaisia ennusteita, se antaa toivoa, että voitaisiin alkaa miettiä uusien materiaalien suunnittelua", hän sanoo, "missä kerrot minulle, mitä ominaisuuksia haluat, ja joku voi käyttää tietokonetta nyt selvittääkseen, millaisia materiaalista, millaisia elementtejä sinun on koottava ja miten ne olisi pakattava yhteen saadakseen aikaan nämä ominaisuudet. "
