В детстве, в школе, одним из первых мы узнаем о физических состояниях воды: твердое, жидкое и газообразное. Но вопреки тому, как это звучит и во что мы верим всю жизнь, они не единственные. Ученые из Национальной лаборатории имени Лоуренса Ливермора, расположенной в Калифорнии, опубликовали в журнале Nature исследование, в котором подробно рассказали о недавнем открытии суперионная вода Предсказанный физиками-теоретиками тридцать лет назад, он только сейчас стал реально наблюдаться.

Что такое суперионная вода?

Суперионная вода - это еще одна форма воды. Она возникает, когда жидкость сталкивается с высокими уровнями температуры и давления. В этих условиях она становится плотной и горячей, с текстурой и поведением металла.

Как вода становится твердой и жидкой одновременно?

Чтобы понять, как работает суперионное явление, нужно начать с основ: вода состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода - отсюда и знаменитая формула H2O. Обычно они группируются вместе в форме буквы "V", причем атом кислорода соединяет два атома водорода.

Иллюстрация, показывающая образование суперионных кубиков льда из тепла и давления, создаваемых лазерами.

Обычный лед, который мы знаем и используем каждый день, называется 1H, и молекулы H20 группируются вместе, образуя шестиугольники. Но существуют и другие формы, которые структурируются по-разному, в зависимости от температуры и давления в момент замерзания. Науке известно по крайней мере двенадцать из них.

Ученые из Лоуренса Ливермора использовали два куска алмаза для сжатия определенного количества воды под давлением 25 000 килограмм-сил на квадратный сантиметр. Таким образом, был создан лед VII, который примерно на 60 процентов плотнее обычной воды и твердый при комнатной температуре.

Затем они использовали лазерное излучение, чтобы вызвать ударные волны во льду, повысив его температуру на тысячи градусов Цельсия и создав давление, более чем в миллион раз превышающее давление земной атмосферы. Суперионный лед превратился в жидкость при температуре 4 700 градусов Цельсия.

Где можно найти твердую и жидкую воду одновременно?

Ученые считают, что такое ледяное образование может присутствовать на различных планетах Солнечной системы и за ее пределами, включая Нептун и Уран. Возможно, что открытие даже поможет объяснить поведение магнитного поля этих планет, в атмосферах которых постоянно наблюдаются алмазные ливни.