Американские физики из Чикагского университета и Вашингтонского института Карнеги разработали необычную форму льда, которая может существовать на других планетах, таких как Уран и Нептун. Исследование ученых было опубликовано в журнале Nature Physics.
Известно, что суперионный лед образуется при чрезвычайно высоких температурах и давлениях, например, глубоко внутри планет, относящихся к ледяным гигантам. Из-за таких экстремальных условий получить экзотический лед в лаборатории очень сложно, поэтому профессионалам удавалось воссоздать его только на долю секунды, когда ударная волна проходит через каплю воды.
В новом исследовании учеными найден способ создания и поддерживания горячего суперионного льда в течение длительного периода времени. Это позволило изучить его свойства.
Сообщается, что в эксперименте специалисты использовали APS, источник синхротронного излучения в Аргоннской лаборатории. Этот ускоритель разгоняет электроны до скоростей, близких к скорости света, чтобы генерировать пучки рентгеновских лучей.
При помощи рентгеновских лучей получилось определить расположение атомов внутри образца льда, сжатого между двумя алмазными наковальнями и нагретого до экстремальных температур.
Отмечается, что наличие фазы суперионного льда уже давно было предсказано теоретиками, но большинство моделей показывало, что она не появляется при давлении 50 гигапаскалей. В текущем эксперименте эта фаза была достигнута при 20 гигапаскалях. Оказалось, что в этом состоянии лед становится менее плотным, но гораздо более темным, так как по-другому взаимодействует со светом.
Ученые в ближайшее время планируют изучить полный спектр химических и физических свойств суперионного льда.
