Apabila kita masih kanak-kanak, salah satu perkara pertama yang kita pelajari di sekolah ialah keadaan fizikal air: pepejal, cecair dan gas. Tetapi, bertentangan dengan apa yang kelihatan dan apa yang kita habiskan hidup kita dengan percaya, mereka bukan satu-satunya. Para saintis di Makmal Kebangsaan Lawrence Livermore, yang terletak di California, menerbitkan kajian dalam Nature untuk memperincikan penemuan terbaru air superionik , sejenis air yang berbentuk pepejal dan cecair. Diramalkan oleh ahli fizik teori tiga puluh tahun yang lalu, baru sekarang ia benar-benar diperhatikan.

Apakah itu air superion?

Air Superionik adalah satu lagi bentuk air. Ia berlaku apabila cecair berhadapan dengan tahap suhu dan tekanan yang tinggi. Dalam keadaan ini, ia akhirnya menjadi padat dan panas, dengan tekstur dan tingkah laku logam.

Bagaimanakah air menjadi pepejal dan cecair pada masa yang sama?

Untuk memahami bagaimana fenomena superionik berfungsi, adalah perlu untuk bermula dengan asas: air dibentuk oleh dua atom hidrogen dan satu oksigen - oleh itu formula H2O yang terkenal. Mereka biasanya berkumpul dalam bentuk 'V', dengan atom oksigen terikat pada dua atom hidrogen.

Ilustrasi menunjukkan pembentukan kiub ais superion daripada haba dan tekanan yang dihasilkan oleh laser.

Ais biasa, yang kita ketahui dan gunakan dalam kehidupan seharian, dipanggil 1H, dan molekul H20 ialahdikumpulkan bersama membentuk pelbagai heksagon. Tetapi terdapat bentuk lain, yang distrukturkan dengan cara yang berbeza, bergantung pada suhu dan tekanan pada masa pembekuan. Sains mengetahui sekurang-kurangnya dua belas daripadanya.

Para saintis Lawrence Livermore menggunakan dua keping berlian untuk memampatkan sejumlah air, pada tekanan 25,000 kilogram daya setiap sentimeter persegi. Oleh itu, ais VII tercipta, kira-kira 60% lebih tumpat daripada air biasa dan pepejal pada suhu bilik.

Selepas itu, mereka menggunakan cahaya laser untuk menyebabkan gelombang kejutan dalam ais, meningkatkan suhunya beribu-ribu darjah celcius dan memberikan tekanan lebih daripada sejuta kali ganda tekanan atmosfera Bumi. Ais superionik bertukar cecair pada suhu 4,700 darjah Celsius.

Di manakah mungkin untuk mencari air pepejal dan cecair pada masa yang sama?

Para saintis percaya bahawa pembentukan ais ini mungkin terdapat pada planet yang berbeza dalam Sistem Suria dan seterusnya, termasuk Neptun dan Uranus. Ada kemungkinan penemuan itu membantu menjelaskan kelakuan medan magnet planet-planet ini, yang atmosferanya sentiasa dihujani dengan berlian.