Þegar við erum börn er eitt af því fyrsta sem við lærum í skólanum líkamlegt ástand vatns: fast, fljótandi og loftkennt. En öfugt við það sem það virðist og því sem við eyðum lífi okkar í að trúa, þá eru þeir ekki þeir einu. Vísindamenn við Lawrence Livermore National Laboratory, sem staðsett er í Kaliforníu, birtu rannsókn í Nature til að gera grein fyrir nýlegri uppgötvun yfirvaldsvatns , vatns sem er bæði fast og fljótandi. Spáð af fræðilegum eðlisfræðingum fyrir þrjátíu árum síðan, fyrst núna hefur það sést í raun.

Hvað er yfirjónískt vatn?

Yfirjónískt vatn er enn önnur tegund vatns. Það gerist þegar vökvinn stendur frammi fyrir háu hitastigi og þrýstingi. Við þessar aðstæður endar það með því að verða þétt og heitt, með áferð og hegðun málms.

Hvernig verður vatn fast og fljótandi á sama tíma?

Til að skilja hvernig yfirjónafyrirbærið virkar er nauðsynlegt að byrja á grunnatriðum: vatn er myndað af tveimur vetnisatómum og öðru súrefnis – þess vegna hin fræga H2O formúla. Þeir hópast venjulega í „V“ lögun, þar sem súrefnisatómið tengist vetnisatómunum tveimur.

Lýsing sem sýnir myndun yfirjónískra ísmola úr hita og þrýstingi sem myndast með leysi.

Algengi ísinn, sem við þekkjum og notum í daglegu lífi, er kallaður 1H og H20 sameindirnar erusett saman og myndað sexhyrninga. En það eru önnur form, sem eru uppbyggð á mismunandi hátt, allt eftir hitastigi og þrýstingi við frystingu. Vísindin þekkja að minnsta kosti tólf þeirra.

Lawrence Livermore vísindamenn notuðu tvö demantsstykki til að þjappa saman ákveðnu magni af vatni, við þrýsting upp á 25.000 kíló á fersentimetra. Þannig varð til ís VII, um 60% þéttari en venjulegt vatn og fast við stofuhita.

Eftir það notuðu þeir leysigeisla til að valda höggbylgjum í ísnum og hækkaði hita hans um þúsundir gráður á celsius og hefur meira en milljón sinnum meiri þrýsting en lofthjúp jarðar. Superionic ís varð fljótandi við 4.700 gráður á Celsíus.

Hvar er hægt að finna fast og fljótandi vatn á sama tíma?

Vísindamenn telja að þessi ísmyndun gæti verið til staðar á mismunandi plánetum í sólkerfinu og víðar, þar á meðal Neptúnusi og Úranusi. Hugsanlegt er að uppgötvunin hjálpi jafnvel til að útskýra hegðun segulsviðs þessara reikistjarna, en lofthjúp þeirra er stöðugt yfirfullur af demöntum.