У дитинстві в школі ми вивчаємо фізичні стани води: твердий, рідкий і газ. Але всупереч тому, як це звучить і у що ми віримо все життя, вони не єдині. Вчені з Ліверморської національної лабораторії імені Лоуренса, розташованої в Каліфорнії, опублікували в журналі Nature дослідження, в якому детально описали нещодавнє відкриття суперіонна вода Передбачений фізиками-теоретиками тридцять років тому, він тільки зараз спостерігається по-справжньому.

Що таке суперіонна вода?

Суперіонна вода - це ще одна форма води. Вона виникає, коли рідина стикається з високими рівнями температури і тиску. За цих умов вона стає щільною і гарячою, з текстурою і поведінкою, як у металу.

Як вода стає твердою і рідкою одночасно?

Щоб зрозуміти, як працює суперіонне явище, потрібно почати з основ: вода складається з двох атомів водню і одного атома кисню - звідси і знаменита формула H2O. Зазвичай вони групуються разом у формі "V", причому атом кисню приєднується до двох атомів водню.

Ілюстрація, що демонструє утворення суперіонних кубиків льоду під дією тепла і тиску, що генеруються лазерами.

Звичайний лід, який ми знаємо і використовуємо щодня, називається 1H, а молекули H20 групуються разом, утворюючи шестикутники. Але є й інші форми, які структуруються по-різному, залежно від температури і тиску в момент замерзання. Науці відомо щонайменше дванадцять з них.

Вчені з Ліверморського університету імені Лоуренса використовували два шматки алмазу, щоб стиснути певну кількість води під тиском 25 000 кілограм-сил на квадратний сантиметр. Таким чином був створений лід VII, який приблизно на 60 відсотків щільніший за звичайну воду і твердий при кімнатній температурі.

Потім вони використовували лазерне світло, щоб викликати ударні хвилі в льоду, підвищуючи його температуру на тисячі градусів за Цельсієм і створюючи тиск у понад мільйон разів більший, ніж в атмосфері Землі. Суперіонний лід перетворився на рідину при температурі 4700 градусів за Цельсієм.

Де можна знайти тверду і рідку воду одночасно?

Вчені вважають, що таке крижане утворення може бути присутнім на різних планетах Сонячної системи і за її межами, включаючи Нептун і Уран. Не виключено, що відкриття може навіть допомогти пояснити поведінку магнітного поля цих планет, в атмосфері яких постійно випадають алмазні зливи.