Pan fyddwn ni'n blant, un o'r pethau cyntaf rydyn ni'n ei ddysgu yn yr ysgol yw cyflwr ffisegol dŵr: solid, hylif a nwy. Ond, yn groes i'r hyn y mae'n ymddangos a'r hyn yr ydym yn treulio ein bywydau yn ei gredu, nid hwy yw'r unig rai. Cyhoeddodd gwyddonwyr yn Labordy Cenedlaethol Lawrence Livermore, sydd wedi'i leoli yng Nghaliffornia, astudiaeth yn Natur i fanylu ar y darganfyddiad diweddar o dŵr superionig , math o ddŵr sy'n solet a hylifol. Wedi'i ragfynegi gan ffisegwyr damcaniaethol ddeng mlynedd ar hugain yn ôl, dim ond nawr y gwelwyd mewn gwirionedd.

Beth yw dŵr uwch-ionig?

Dŵr uwch-ionig yn fath arall eto o ddŵr. Mae'n digwydd pan fydd yr hylif yn wynebu lefelau uchel o dymheredd a phwysau. O dan yr amodau hyn, mae'n dod yn drwchus ac yn boeth yn y pen draw, gyda gwead ac ymddygiad metel.

Sut mae dŵr yn dod yn solet ac yn hylif ar yr un pryd?

Er mwyn deall sut mae'r ffenomen superionig yn gweithio, mae angen dechrau gyda'r pethau sylfaenol: mae dŵr yn cael ei ffurfio gan ddau atom o hydrogen ac un o ocsigen - dyna pam y fformiwla enwog H2O. Maent fel arfer yn clystyru mewn siâp 'V', gyda'r atom ocsigen yn bondio i'r ddau atom hydrogen.

Darlun yn dangos ffurfiant ciwbiau iâ uwch-ionig o'r gwres a'r gwasgedd a gynhyrchir gan laserau.

Gelwir yr iâ cyffredin, yr ydym yn ei adnabod ac yn ei ddefnyddio mewn bywyd bob dydd, yn 1H, a'r moleciwlau H20 ywwedi'u grwpio gyda'i gilydd gan ffurfio mathau o hecsagonau. Ond mae yna ffurfiau eraill, sydd wedi'u strwythuro mewn gwahanol ffyrdd, yn dibynnu ar y tymheredd a'r pwysau ar adeg y rhewi. Mae gwyddoniaeth yn adnabod o leiaf ddeuddeg ohonyn nhw.

Defnyddiodd gwyddonwyr Lawrence Livermore ddau ddarn o ddiamwnt i gywasgu rhywfaint o ddŵr, ar bwysedd o 25,000 cilogram-grym fesul centimedr sgwâr. Felly, crëwyd rhew VII, tua 60% yn ddwysach na dŵr cyffredin a solet ar dymheredd ystafell.

Ar ôl hynny, defnyddiwyd golau laser i achosi tonnau sioc yn yr iâ, gan godi ei dymheredd o filoedd o raddau canradd a yn rhoi pwysau fwy na miliwn o weithiau yn fwy nag atmosffer y Ddaear. Trodd iâ superionig yn hylif ar dymheredd o 4,700 gradd Celsius.

Ble mae hi’n bosib dod o hyd i ddŵr solet a hylifol ar yr un pryd? <5

Mae gwyddonwyr yn credu y gall y ffurfiant iâ hwn fod yn bresennol ar wahanol blanedau yng Nghysawd yr Haul a thu hwnt, gan gynnwys Neifion ac Wranws. Mae'n bosibl bod y darganfyddiad hyd yn oed yn helpu i egluro ymddygiad maes magnetig y planedau hyn, y mae eu hatmosfferau'n cael eu gorchuddio'n gyson â diemwntau.