Біз бала кезімізде мектепте ең бірінші үйренетін нәрселердің бірі - судың физикалық күйлері: қатты, сұйық және газ тәрізді. Бірақ, көрінгенімізге және өмірімізді сенумен өткізетінімізге қарамастан, олар жалғыз емес. Калифорнияда орналасқан Лоуренс Ливермор ұлттық зертханасының ғалымдары қатты және сұйық су түрі супериионды су туралы жақында ашылғанын егжей-тегжейлі көрсету үшін Nature журналында зерттеу жариялады. Осыдан отыз жыл бұрын теориялық физиктер болжаған ол қазір ғана нақты байқалды.

Иондық су дегеніміз не?

Жоғарғы иондық су судың тағы бір түрі болып табылады. Бұл сұйықтық жоғары температура мен қысымға тап болған кезде пайда болады. Бұл жағдайда ол металдың құрылымы мен мінез-құлқымен тығыз және ыстық болып аяқталады.

Су қалай бір уақытта қатты және сұйық күйге айналады?

Жоғары иондық құбылыстың қалай жұмыс істейтінін түсіну үшін негізгі мәліметтерден бастау керек: су екі сутегі атомы мен оттегінің бір атомынан түзіледі – сондықтан әйгілі H2O формуласы. Олар әдетте екі сутегі атомымен оттегі атомы байланысатын «V» пішінінде топтастырылады.

Лазерлер тудыратын жылу мен қысымнан жоғары иондық мұз текшелерінің түзілуін көрсететін сурет.

Біз білетін және күнделікті өмірде қолданатын кәдімгі мұз 1Н деп аталады, ал H20 молекулаларытоптастырылып, әр түрлі алтыбұрыштар құрайды. Бірақ мұздату кезіндегі температура мен қысымға байланысты әртүрлі тәсілдермен құрылымдалған басқа да формалар бар. Олардың кем дегенде он екісін ғылым біледі.

Лоуренс Ливермор ғалымдары бір шаршы сантиметрге 25 000 кг-күш қысымымен белгілі бір мөлшерде суды сығу үшін алмастың екі бөлігін пайдаланды. Осылайша, кәдімгі судан шамамен 60% тығыз және бөлме температурасында қатты күйде VII мұз құрылды.

Осыдан кейін олар мұзда соққы толқындарын туғызу үшін лазер сәулесін қолданып, оның температурасын мыңдаған градусқа дейін арттырды және Жер атмосферасынан миллион есе артық қысым жасайды. Супериондық мұз 4700 градус Цельсий температурасында сұйық күйге айналды.

Бір мезгілде қатты және сұйық суды қайдан табуға болады?

Ғалымдардың пайымдауынша, бұл мұз түзілуі Күн жүйесіндегі және одан тыс жерлердегі әртүрлі планеталарда, соның ішінде Нептун мен Уранда болуы мүмкін. Бұл жаңалық тіпті атмосферасы үнемі гауһар тастармен жауып тұратын бұл планеталардың магнит өрісінің әрекетін түсіндіруге көмектесуі мүмкін.