عندما نكون أطفالًا ، فإن أول ما نتعلمه في المدرسة هو الحالة الفيزيائية للمياه: صلبة وسائلة وغازية. لكن ، على عكس ما يبدو وما نقضي حياتنا في تصديقه ، فهم ليسوا وحدهم. نشر العلماء في مختبر لورانس ليفرمور الوطني ، الواقع في كاليفورنيا ، دراسة في مجلة Nature لتفصيل الاكتشاف الأخير لـ الماء الفائق الأيونية ، وهو شكل من الماء صلب وسائل. تنبأ الفيزيائيون النظريون بذلك منذ ثلاثين عامًا ، ولم يتم ملاحظته فعليًا إلا الآن.

ما هو الماء الفائق الأيونية؟ هو شكل آخر من أشكال الماء. يحدث عندما يواجه السائل مستويات عالية من درجة الحرارة والضغط. في ظل هذه الظروف ، يصبح الماء كثيفًا وساخنًا ، مع ملمس المعدن وسلوكه.

كيف يصبح الماء صلبًا وسائلاً في نفس الوقت؟

لفهم كيفية عمل الظاهرة فوق الأيونية ، من الضروري البدء بالأساسيات: يتكون الماء من ذرتين من الهيدروجين وواحدة من الأكسجين - ومن هنا جاءت صيغة H2O الشهيرة. عادة ما تتجمع في شكل "V" ، مع ارتباط ذرة الأكسجين بذرتين من الهيدروجين.

رسم توضيحي يوضح تكوين مكعبات ثلج فائقة الأيونية من الحرارة والضغط الناتج عن الليزر.

الجليد الشائع ، الذي نعرفه ونستخدمه في الحياة اليومية ، يسمى 1H ، وجزيئات H20 هيمجمعة معًا مكونة أنواعًا من السداسيات. لكن هناك أشكالًا أخرى يتم تنظيمها بطرق مختلفة ، اعتمادًا على درجة الحرارة والضغط في وقت التجميد. يعرف العلم اثني عشر منها على الأقل.

استخدم علماء لورانس ليفرمور قطعتين من الماس لضغط كمية معينة من الماء ، عند ضغط 25000 كيلوجرام قوة لكل سنتيمتر مربع. وهكذا ، تم تكوين الجليد السابع ، حوالي 60٪ أكثر كثافة من الماء العادي وصلب في درجة حرارة الغرفة.

بعد ذلك ، استخدموا ضوء الليزر لإحداث موجات صدمة في الجليد ، مما رفع درجة حرارته بآلاف الدرجات المئوية و يمارس ضغطًا يزيد عن مليون ضعف ضغط الغلاف الجوي للأرض. تحول الجليد Superionic إلى سائل عند درجة حرارة 4700 درجة مئوية.

أنظر أيضا: نجت هذه المرأة من أكبر سقوط بدون مظلة

أين يمكن العثور على الماء الصلب والسائل في نفس الوقت؟

يعتقد العلماء أن هذا التكوين الجليدي قد يكون موجودًا على كواكب مختلفة في النظام الشمسي وما وراءه ، بما في ذلك نبتون وأورانوس. من الممكن أن يساعد الاكتشاف في تفسير سلوك المجال المغناطيسي لهذه الكواكب ، التي يتساقط غلافها الجوي باستمرار بالماس.