Kun olemme lapsia, yksi ensimmäisistä asioista, jotka opimme koulussa, ovat veden fysikaaliset olomuodot: kiinteä, nestemäinen ja kaasu. Mutta toisin kuin miltä se kuulostaa ja mitä me elämämme ajan uskomme, ne eivät ole ainoita. Kaliforniassa sijaitsevan Lawrence Livermoren kansallisen laboratorion tutkijat ovat julkaisseet Nature-lehdessä tutkimuksen, jossa he kertovat yksityiskohtaisesti hiljattain löydetystä superioninen vesi Teoreettiset fyysikot ennustivat sen kolmekymmentä vuotta sitten, mutta vasta nyt se on havaittu oikeasti.

Mitä on superioninen vesi?

Superioninen vesi on toinen veden muoto. Se syntyy, kun neste kohtaa korkean lämpötilan ja paineen. Näissä olosuhteissa se muuttuu tiiviiksi ja kuumaksi, ja sen rakenne ja käyttäytyminen on kuin metallin.

Miten vedestä tulee samanaikaisesti kiinteää ja nestemäistä?

Jotta ymmärtäisit, miten superioni-ilmiö toimii, sinun on aloitettava perusasioista: vesi koostuu kahdesta vetyatomista ja yhdestä happiatomista - tästä johtuu kuuluisa kaava H2O. Vetyatomit ryhmittyvät tavallisesti V:n muotoon, jolloin happiatomi yhdistää kaksi vetyatomia.

Kuva, jossa esitetään superionisten jääkuutioiden muodostuminen laserin tuottamasta lämmöstä ja paineesta.

Tavallista jäätä, jonka tunnemme ja jota käytämme päivittäin, kutsutaan 1H:ksi, ja siinä H20-molekyylit ryhmittyvät yhteen muodostaen kuusikulmioita. On kuitenkin muitakin muotoja, jotka rakentuvat eri tavoin riippuen lämpötilasta ja paineesta jäätymishetkellä. Tiede tuntee ainakin kaksitoista tällaista muotoa.

Lawrence Livermoren tutkijat käyttivät kahta timantinpalaa puristaakseen tietyn määrän vettä 25 000 kilogramman paineella neliösenttimetriä kohti. Näin syntyi jää VII, joka on noin 60 prosenttia tavallista vettä tiheämpää ja huoneenlämmössä kiinteää.

Sen jälkeen he käyttivät laservaloa aiheuttaakseen jäässä iskuaaltoja, jotka nostivat sen lämpötilaa tuhansilla asteilla ja aiheuttivat yli miljoona kertaa suuremman paineen kuin Maan ilmakehä. Superioninen jää muuttui nestemäiseksi 4700 celsiusasteen lämpötilassa.

Missä on mahdollista löytää samanaikaisesti kiinteää ja nestemäistä vettä?

Tutkijat uskovat, että tällaista jäänmuodostusta voi esiintyä eri aurinkokunnan planeetoilla ja niiden ulkopuolella, kuten Neptunuksessa ja Uranuksessa. On mahdollista, että löytö voi jopa auttaa selittämään näiden planeettojen magneettikentän käyttäytymistä, sillä niiden ilmakehässä on jatkuvasti timanttisateita.