어릴 때 학교에서 가장 먼저 배우는 것 중 하나는 물의 물리적 상태(고체, 액체, 기체)입니다. 그러나 보이는 것과 우리가 믿는 것과는 달리 그들만이 아닙니다. 캘리포니아에 위치한 로렌스 리버모어 국립 연구소(Lawrence Livermore National Laboratory)의 과학자들은 고체이자 액체인 물의 한 형태인 초이온수 의 최근 발견에 대해 Nature에 연구를 발표했습니다. 30년 전 이론물리학자들이 예견한 것이 이제서야 실제로 관측되고 있다.

초이온수란?

초이온수 물의 또 다른 형태입니다. 액체가 높은 수준의 온도와 압력에 직면할 때 발생합니다. 이러한 조건에서 금속의 질감과 거동과 함께 밀도가 높아지고 뜨거워집니다.

물은 어떻게 동시에 고체와 액체가 됩니까?

초이온 현상이 어떻게 작용하는지 이해하려면 기본부터 시작해야 합니다. 물은 두 개의 수소 원자와 한 개의 산소 원자에 의해 형성됩니다. 따라서 유명한 H2O 공식이 있습니다. 이들은 보통 'V'자 모양으로 군집을 이루며, 산소 원자와 수소 원자 두 개가 결합되어 있습니다.

우리가 알고 일상생활에서 흔히 사용하는 얼음을 1H라고 하는데, H20 분자는함께 모여서 일종의 육각형을 형성합니다. 그러나 동결 당시의 온도와 압력에 따라 다른 방식으로 구조화되는 다른 형태가 있습니다. 과학은 최소 12개를 알고 있습니다.

Lawrence Livermore 과학자들은 다이아몬드 두 조각을 사용하여 평방 센티미터당 25,000킬로그램의 압력으로 일정량의 물을 압축했습니다. 따라서 일반 물보다 밀도가 약 60% 더 높고 상온에서 고체인 얼음 VII가 생성되었습니다. 지구 대기의 100만 배 이상의 압력을 가한다. 초이온성 얼음이 섭씨 4,700도에서 액체로 변했습니다.

고체와 액체 상태의 물을 동시에 찾을 수 있는 곳은 어디인가요?

과학자들은 이 얼음 형성이 해왕성과 천왕성을 포함하여 태양계와 그 너머의 다른 행성에 존재할 수 있다고 믿습니다. 이 발견은 대기에 다이아몬드가 끊임없이 쏟아지는 이 행성의 자기장의 거동을 설명하는 데 도움이 될 수도 있습니다.