Kui me oleme lapsed, on üks esimesi asju, mida me koolis õpime, vee füüsikalised olekud: tahke, vedel ja gaasiline. Kuid vastupidiselt sellele, mis kõlab ja mida me oma elu jooksul usume, ei ole need ainukesed. Californias asuva Lawrence Livermore'i riikliku laboratooriumi teadlased on avaldanud Nature'is uurimuse, milles kirjeldavad üksikasjalikult hiljutist avastust superiooniline vesi Seda ennustasid teoreetilised füüsikud kolmkümmend aastat tagasi, kuid alles nüüd on seda reaalselt täheldatud.

Mis on superiooniline vesi?

Superiooniline vesi on vee teine vorm. See tekib siis, kui vedelik puutub kokku kõrge temperatuuri ja rõhuga. Nendes tingimustes muutub see tihedaks ja kuumaks, mille tekstuur ja käitumine on nagu metall.

Kuidas muutub vesi samaaegselt tahkeks ja vedelaks?

Et mõista, kuidas superiooniline nähtus toimib, tuleb alustada põhitõdedest: vesi koosneb kahest vesiniku aatomist ja ühest hapniku aatomist - sellest ka kuulus valem H2O. Tavaliselt on nad V-kujulises rühmas, kusjuures hapniku aatom ühendab kaks vesiniku aatomit.

Illustratsioon, mis näitab superioniliste jääkuubikute moodustumist laserite tekitatud soojusest ja rõhust.

Tavalist jääd, mida me tunneme ja kasutame iga päev, nimetatakse 1H, mille molekulid H20 koonduvad kokku ja moodustavad kuusnurksed. Kuid on ka teisi vorme, mis sõltuvalt temperatuurist ja rõhust jäätumise hetkel struktureeruvad erinevalt. Teadus teab vähemalt kaheteistkümnest sellisest vormist.

Lawrence Livermore'i teadlased kasutasid kahte teemantitükki, et suruda kokku teatud kogus vett rõhuga 25 000 kilogrammi jõudu ruutsentimeetri kohta. Nii tekkis jää VII, mis on tavalisest veest umbes 60 protsenti tihedam ja toatemperatuuril tahke.

Seejärel kasutasid nad laservalgust, et tekitada jääs lööklaineid, tõstes selle temperatuuri tuhandete kraadide võrra ja avaldades üle miljoni korra suuremat rõhku kui Maa atmosfääris. 4 700-kraadise temperatuuri juures muutus superioniline jää vedelaks.

Kus on võimalik leida tahket ja vedelat vett samaaegselt?

Teadlased usuvad, et selline jää moodustumine võib esineda erinevatel planeetidel Päikesesüsteemis ja kaugemalgi, sealhulgas Neptuunil ja Uraanil. Võimalik, et avastus aitab isegi seletada nende planeetide magnetvälja käitumist, mille atmosfääris on pidev teemantide voog.