Vaikystėje vienas pirmųjų dalykų, kuriuos išmokstame mokykloje, yra fizikinės vandens būsenos: kietoji, skystoji ir dujinė. Tačiau, priešingai nei skamba ir kuo tikime visą gyvenimą, tai nėra vienintelės vandens būsenos. Kalifornijoje esančios Lawrence'o Livermore'o nacionalinės laboratorijos mokslininkai žurnale "Nature" paskelbė tyrimą, kuriame išsamiai aprašė neseniai atrastą superjoninis vanduo Prieš trisdešimt metų fizikai teoretikai ją numatė, tačiau tik dabar ji buvo pastebėta iš tikrųjų.

Kas yra superjoninis vanduo?

Superjoninis vanduo yra dar viena vandens forma. Ji atsiranda, kai skystis susiduria su aukšta temperatūra ir slėgiu. Tokiomis sąlygomis jis tampa tankus ir karštas, o jo struktūra ir elgsena primena metalo.

Kaip vanduo vienu metu tampa kietu ir skystu?

Norint suprasti, kaip veikia superjoninis fenomenas, reikia pradėti nuo pagrindinių dalykų: vandenį sudaro du vandenilio ir vienas deguonies atomas - iš čia ir garsioji formulė H2O. Paprastai jie susijungia į "V" formos grupę, kurioje deguonies atomas jungia du vandenilio atomus.

Iliustracija, kurioje pavaizduotas superjoninio ledo kubelių susidarymas iš lazerių sukuriamos šilumos ir slėgio.

Įprastas ledas, kurį pažįstame ir naudojame kasdien, vadinamas 1H, o H20 molekulės grupuojasi sudarydamos šešiakampius. Tačiau yra ir kitų formų, kurios struktūriškai skiriasi priklausomai nuo temperatūros ir slėgio užšalimo momentu. Mokslas žino bent dvylika jų.

Lawrence'o Livermore'o universiteto mokslininkai dviem deimanto gabalėliais suspaudė tam tikrą kiekį vandens, kurio slėgis siekė 25 000 kilogramų jėgos kvadratiniam centimetrui. Taip buvo sukurtas VII ledas, kuris yra apie 60 proc. tankesnis už paprastą vandenį ir kambario temperatūroje yra kietas.

Tuomet jie lazerio šviesa sukėlė smūgines bangas lede, pakeldami jo temperatūrą tūkstančiais laipsnių pagal Celsijų ir sukeldami slėgį, daugiau nei milijoną kartų viršijantį Žemės atmosferos slėgį. 4 700 laipsnių pagal Celsijų temperatūroje superjoninis ledas virto skysčiu.

Kur vienu metu galima rasti kieto ir skysto vandens?

Mokslininkai mano, kad toks ledo darinys gali būti įvairiose Saulės sistemos planetose ir už jos ribų, įskaitant Neptūną ir Uraną. Gali būti, kad šis atradimas netgi padės paaiškinti šių planetų, kurių atmosferose nuolat krinta deimantų lietus, magnetinio lauko elgseną.