Όταν είμαστε παιδιά, ένα από τα πρώτα πράγματα που μαθαίνουμε στο σχολείο είναι οι φυσικές καταστάσεις του νερού: στερεό, υγρό και αέριο. Αλλά αντίθετα με ό,τι ακούγεται και με ό,τι περνάμε τη ζωή μας πιστεύοντας, δεν είναι οι μόνες. Επιστήμονες από το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore, που βρίσκεται στην Καλιφόρνια, δημοσίευσαν μια μελέτη στο Nature για να περιγράψουν λεπτομερώς την πρόσφατη ανακάλυψη της υπεριονικό νερό Είχε προβλεφθεί από θεωρητικούς φυσικούς πριν από τριάντα χρόνια, αλλά μόλις τώρα παρατηρήθηκε στην πραγματικότητα.

Τι είναι το υπεριονικό νερό;

Το υπεριονικό νερό είναι μια άλλη μορφή νερού. Εμφανίζεται όταν το υγρό συναντά υψηλά επίπεδα θερμοκρασίας και πίεσης. Υπό αυτές τις συνθήκες, γίνεται πυκνό και θερμό, με την υφή και τη συμπεριφορά ενός μετάλλου.

Πώς το νερό γίνεται στερεό και υγρό ταυτόχρονα;

Για να καταλάβετε πώς λειτουργεί το φαινόμενο των υπεριονίων, πρέπει να ξεκινήσετε με τα βασικά: το νερό αποτελείται από δύο άτομα υδρογόνου και ένα άτομο οξυγόνου - εξ ου και ο περίφημος τύπος H2O. Συνήθως ομαδοποιούνται σε σχήμα "V", με το άτομο οξυγόνου να ενώνει τα δύο άτομα υδρογόνου.

Απεικόνιση που δείχνει το σχηματισμό υπεριονικών παγοκύβων από τη θερμότητα και την πίεση που παράγουν τα λέιζερ.

Ο κοινός πάγος, τον οποίο γνωρίζουμε και χρησιμοποιούμε καθημερινά, ονομάζεται 1H, και τα μόρια H20 ομαδοποιούνται σχηματίζοντας εξάγωνα. Υπάρχουν όμως και άλλες μορφές, οι οποίες δομούνται με διαφορετικούς τρόπους, ανάλογα με τη θερμοκρασία και την πίεση τη στιγμή της κατάψυξης. Η επιστήμη γνωρίζει τουλάχιστον δώδεκα από αυτές.

Οι επιστήμονες στο Lawrence Livermore χρησιμοποίησαν δύο κομμάτια διαμαντιού για να συμπιέσουν μια ορισμένη ποσότητα νερού, με πίεση 25.000 χιλιογράμμων-δύναμη ανά τετραγωνικό εκατοστό. Έτσι, δημιουργήθηκε ο πάγος VII, ο οποίος είναι περίπου 60 τοις εκατό πυκνότερος από το συνηθισμένο νερό και στερεός σε θερμοκρασία δωματίου.

Στη συνέχεια χρησιμοποίησαν φως λέιζερ για να προκαλέσουν κρουστικά κύματα στον πάγο, αυξάνοντας τη θερμοκρασία του κατά χιλιάδες βαθμούς Κελσίου και ασκώντας πίεση πάνω από ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερη από αυτή της γήινης ατμόσφαιρας. Ο υπεριονικός πάγος μετατράπηκε σε υγρό σε θερμοκρασία 4.700 βαθμών Κελσίου.

Πού είναι δυνατόν να βρεθεί στερεό και υγρό νερό ταυτόχρονα;

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτός ο σχηματισμός πάγου μπορεί να υπάρχει σε διάφορους πλανήτες του Ηλιακού Συστήματος και πέραν αυτού, όπως ο Ποσειδώνας και ο Ουρανός. Είναι πιθανό η ανακάλυψη να βοηθήσει ακόμη και στην εξήγηση της συμπεριφοράς του μαγνητικού πεδίου αυτών των πλανητών, των οποίων οι ατμόσφαιρες έχουν συνεχείς βροχές διαμαντιών.