A titokzatos külső Naprendszer bolygók a vízjég furcsa formáját fedik le, amely egyszerre folyadék és szilárd anyag. A kutatók ezt a furcsa "szuperionikus vizet" hozták létre a Földön.
kapcsolodo tartalom
- Esik a gyémántok a Neptunuszon és az Uránuszon belül
- Az új vihar olyan nagy, mint a föld, felkeveri Neptunusz légkörét
A kísérlet Súlyt ad egy olyan elméletnek, miszerint a szupersionikus jég, amely elektromos áramot vezethet, mint a fém, megmagyarázhatja az Uránusz és a Neptunusz oldalirányú mágneses mezőit. A kutatók a Nature Physics folyóiratban ezen a héten közzétett tanulmány eredményeit írják le .
Amint Kenneth Chang a New York Times számára beszámol, a víz megtévesztően egyszerű molekula, amely mindössze három atomból áll: két hidrogénből és egy oxigénből, összekapcsolva V-alakban. Ha sok vízmolekula összekapcsolódik, kollektív szerkezetük megváltozhat attól függően, hogy milyen állapotban vannak. Folyadékban a V-k lecsúsznak. A fagyasztás során tágabb kristályrácsban kapcsolódnak össze, így a jég hajlamos a tágulásra.
A víz szerkezeti tulajdonságait vizsgáló kutatók közel 20 különböző formájú jégkristályt találtak, amelyek vízmolekuláit rendezetlen, hatszögletű és köbös alakba rendezték el. (Szerencsére egyikük sem rendelkezik halálos és óceánfagyasztó tulajdonságokkal a kitalált Jégkilencen, amelyet Kurt Vonnegut álmodozott a Macska bölcsőjében .)
A szuperionikus jég vízmolekulái annyira szorosan vannak csomagolva, hogy oxigénatomjaik merev rácsot képeznek - írja a Change. A pozitív töltésű hidrogénatomok szabadon áramolhatnak rajta. Az áramló hidrogénionok szintén elektromos áramot hordozhatnak.
"Úgy tűnik, hogy a vízjég részben megolvadt" - mondja a New York Times Raymond Jeanloz, a cikk egyik szerzője és a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem föld- és bolygótudományi professzora.
A szuperionos víz előállításához Jeanloz és kollégái a Lawrence Livermore Nemzeti Laboratóriumban lévő két gyémánt között összenyomták a vízjégt, hogy a Földön tapasztalható nyomás 25 000-szerese legyen. A nyomás alatt álló jég ezután terepjáróval repült kézipoggyászban, hogy eljuthasson a Rochesteri Egyetem New York-i Lézerenergetikai Laboratóriumához. Hat intenzív lézernyaláb egy ultraibolya fény impulzusát robbantotta fel a mintába, és olyan sokkhullámokat bocsátott ki, amelyek tovább összenyomták az anyagot, és felmelegítették.
A kutatók a légköri nyomás körülbelül 1, 9 millió szorzata mellett megfigyelték a sűrűség és a hőmérséklet emelkedését - írja Emily Conover a Science News-nak . Ez a változás azt bizonyítja, hogy a minta megolvadt, ahogy az elméleti számítások megjósolják, ha szupersionos jég volt. A minta villamos energiát is vezetett.
Az Uránusz és Neptunusz jég óriásai szuperionos jéghordozókat hordozhatnak köpenyükben - ez egy olyan jelenség, amely olyan mágneses tereket generál, amelyek másképp néznek ki, mint a bolygó magjában keletkezők, mint ahogy a Földön van - írja Chang a The New York Times számára.
A kísérletnek az otthonhoz közelebbi következményekkel is járhat. Jeanloz azt mondja a The Timesnak, hogy a szuperionikus jég új anyagokhoz vezethet. "Amint az ilyen típusú előrejelzések érvényesítése megtörténik, reményt ad, hogy elkezdhetnénk gondolkodni az új anyagok tervezésén" - mondja ", ahol megmondja, hogy mely tulajdonságokat kívánja, és valaki számítógépet használhat most, hogy kiderítse, milyen anyagból, milyen elemeket kell összeraknia, és hogyan kellene őket összecsomagolni, hogy feljussanak ezekre a tulajdonságokra. "
