ایجاد یخ در دمای بیش از ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد؛ کشف ساختار جدید در اعماق سیارات

دانشمندان در یک پیشرفت علمی شگفت‌انگیز موفق شدند نوعی از یخ در دمای بیش از ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد را تولید کنند که می‌تواند درک ما را از رفتار آب در شرایط فیزیکی بسیار شدید، به‌ویژه در اعماق سیارات غول‌پیکر، تغییر دهد.

ساختار عجیب یخ در فشارهای نجومی

آب در شرایط عادی رفتاری متمایز از سایر مایعات دارد، اما تحت فشارهای بسیار بالا، این رفتار به شکلی غیرقابل باور تغییر می‌کند. محققان با اعمال فشاری معادل ۲.۳ میلیون برابر اتمسفر زمین، توانستند ماده‌ای را ایجاد کنند که برخلاف انتظار، در دمای بسیار بالا به جای تبدیل شدن به گاز، در حالت جامد باقی می‌ماند.

این حالت که با نام یخ سوپریونی شناخته می‌شود، ویژگی‌های منحصربه‌فردی دارد: در حالی که اتم‌های اکسیژن در یک شبکه کریستالی ثابت قرار می‌گیرند، هسته‌های هیدروژن مانند ذرات یک مایع در میان این شبکه حرکت می‌کنند.

کشف یخ شش‌ضلعی (hcp) و اهمیت آن

تیم تحقیقاتی به رهبری الکسیس فورستیه، با استفاده از تکنولوژی لیزر و فشار میان دو الماس، موفق به مشاهده یک پیکربندی جدید از یخ شدند. این ساختار که دارای ویژگی‌های شش‌ضلعی یا hcp است، در دماهای بسیار بالا پایداری خود را حفظ می‌کند.

نتایج این آزمایش‌ها نشان می‌دهد که در فشارهای بالای ۲۰۰ گیگاپاسکال، این نوع یخ به یک آرایش پایدارتر تبدیل می‌شود. این کشف از نظر علمی بسیار حائز اهمیت است زیرا:

• تغییر در مدل‌های حرکت مواد در اعماق سیارات
• درک بهتر نحوه تولید میدان‌های مغناطیسی در اورانوس و نپتون
• بررسی چگونگی هدایت الکتریسیته در شرایط فوق‌شدید

تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی

محققان برای بررسی این پدیده از پرتوهای ایکس سینکروترون استفاده کردند تا تغییرات ساختاری کریستال را رصد کنند. آن‌ها دریافتند که با افزایش فشار و دما، گذار از ساختار مکعبی (fcc) به ساختار شش‌ضلعی (hcp) با وضوح بیشتری رخ می‌دهد.

نتیجه‌گیری نهایی

این یافته که در مجله Physical Review Letters منتشر شده است، دریچه‌ای جدید به سوی شناخت فیزیک ماده در شرایط حدی گشوده است. اگرچه هنوز بسیاری از خواص مکانیکی و الکتریکی این یخ در دمای بالا ناشناخته است، اما این کشف می‌تواند نقش ما را در درک منظومه شمسی و سیارات یخی بازتعریف کند.