历史上第一次,科学家们能够产生热的“超离子导体冰”与地球上任何其他类型的冰。

这奇异的冰很陌生,甚至不是地球上自然发生的,但它是相信存在的深处天王星和海王星。

一篇论文中发表在《自然科学家解释,他们用巨大的激光快速冷冻水和生产超离子导体冰,拍摄快照罕见的冰的原子结构。

超离子导体冰

30多年前,科学家预测的极端压力和温度等水巨行星天王星和海王星水会变成超离子导体冰,这是一个奇怪的物质状态组成的固体晶格氧和氢液状物。

劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家们开始产生超离子导体冰和他们第一次发现它的存在的证据在2018年。

在新的一系列的实验,研究小组不仅生成超离子导体冰数千度的温度,但是他们也能够观察其微观原子结构。全部发生在十亿分之几秒。

“我们想确定超离子导体的原子结构水,”解释Federica Coppari,研究位联席作者和LLNL物理学家。”但鉴于这种难以捉摸的物态的极端条件下预计将保持稳定,压缩水这样的压力和温度,同时采取快照的原子结构是一个极其困难的任务,这需要一个创新的实验设计”。

设计

幸运的是,物理学家们有一个高度创新设计的套管。

六个巨大的激光产生的冲击波压缩强度增加一层薄薄的液体水极端压力和温度。条件非常陌生:100 ~ 400帕,1 - 4几百万倍地球的大气压力、温度的1600到2800摄氏度(3000到5000华氏度)。

然后,记录并观察超离子导体的原子结构冰,团队拍摄x射线。

马吕斯Millot,该研究,另一个LLNL物理学家解释说,虽然他们设计了实验压缩水冻结成冰,他们不确定如果冰晶可以开发在几纳米第二他们可以持有极端压力和温度的条件下所需的过程。

分析数据,研究小组发现了一个前所未知的原子结构的水冰,他们被称为“冰十八。”

发现潜在的了解提供的内部构成和演化行星天王星和海王星一样,如超离子导体冰在天王星和海王星晶体晶格,这表明它流不像地球的外核流体铁。

”相反,它可能是更好的照片,超离子导体冰将类似于地球的地幔流动,这是由坚固的岩石,但流和支持大规模对流运动很长的地质时间尺度,“Millot说。