Scientists Discover New Form of Ice – May Be Common on Distant, Water-Rich Planets

Lasersko ogrevanje v celicah diamantnega nakovala

Fiziki UNLV so kot del odkritja nove oblike ledu uvedli novo tehniko laserskega segrevanja v celici diamantnega nakovala (na sliki tukaj). kredit: Chris Higgins

Ugotovitve imajo lahko posledice za naše razumevanje oddaljenih, z vodo bogatih planetov.

Raziskovalci NLV so odkrili novo obliko ledu, ki na novo definira lastnosti vode pri visokem tlaku.

Trdna voda ali led je kot mnogi drugi materiali, saj lahko tvori različne trdne materiale glede na spremenljive temperaturne in tlačne pogoje, kot sta diamant ali grafit, ki tvori ogljik. Voda pa je v tem pogledu izjemna, ker nam je znanih vsaj 20 trdnih oblik ledu.

Skupina znanstvenikov, ki delajo v laboratoriju za ekstremne razmere v Nevadi pri UNLV, je uvedla novo metodo za merjenje lastnosti vode pod visokim pritiskom. Vzorec vode je bil najprej stisnjen med konici dveh nasprotno obrnjenih diamantov – zamrznjenih v številne zamrznjene ledene kristale. Led je bil nato podvržen tehniki laserskega segrevanja, ki ga je začasno stopila, preden se je hitro ponovno oblikoval v prahu podobno zbirko drobnih kristalov.

S postopnim povečevanjem tlaka in občasnim razstreljevanjem z laserskim žarkom je ekipa opazila, da se je vodni led usedel iz znane kubične faze, Ice-VII, v na novo odkrito vmesno in tetragonalno fazo, Ice-VIIT. . V drugi znani fazi, Ice-X.

Zach Grande, UNLV Ph.D. študent je vodil delo, ki je tudi pokazalo, da se prehod na Ice-X, ko se voda agresivno strdi, zgodi pri veliko nižjih tlakih, kot se je prej mislilo.

Čeprav je malo verjetno, da bomo to novo fazo ledu našli kjer koli na površini Zemlje, je verjetno pogosta komponenta na Zemlji, pa tudi na velikih lunah in planetih, bogatih z vodo, zunaj našega sončnega sistema.

READ  Persistence rover na marsovski skali, da bi "ogledali nekaj, česar še nihče ni videl"

Ugotovitve ekipe so bile objavljene v številki revije 17. marca 2022 Fizični pregled B,

s seboj

Raziskovalna skupina si je prizadevala razumeti obnašanje vode pod visokim pritiskom, ki je lahko prisotna v notranjosti oddaljenih planetov.

Da bi to naredili, sta Grande in fizik UNLV Ashkan Salamat postavila vzorec vode med konice dveh okroglo brušenih diamantov, znanih kot celica diamantne nakovale, standardna značilnost na področju fizike visokega tlaka. . Z rahlo silo na diamant so raziskovalci lahko poustvarili pritiske, ki jih najdemo v središču Zemlje.

S stiskanjem vzorca vode med temi diamanti so znanstveniki premaknili atome kisika in vodika v več različnih ureditev, vključno z novo odkrito ureditvijo Ice-VIIT.

Ne samo, da je prva tovrstna tehnika laserskega segrevanja znanstvenikom omogočila opazovanje nove faze vodnega ledu, ampak je ekipa tudi ugotovila, da se je prehod na Ice-X zgodil pri približno trikrat nižjem tlaku, kot se je prej mislilo – ampak 300.000 atmosfer namesto 1 milijona. Ta okužba je bila že več desetletij predmet številnih razprav v skupnosti.

“Zachovo delo je pokazalo, da se ta sprememba ionskega stanja zgodi pri veliko nižjih tlakih, kot se je prej mislilo,” je dejal Salamat. “To je manjkajoči kos in najnatančnejša meritev vode v teh razmerah.”

Delo tudi prestrukturira naše razumevanje strukture eksoplanetov, je dejal Salamat. Raziskovalci napovedujejo, da je ledena faza Ice-VII lahko obilna v pričakovani z vodo bogati planetarni skorji in zgornjem plašču zunaj našega sončnega sistema, kar pomeni, da imajo lahko bivalne pogoje za življenje.

Referenca: “Prehod simetrije, ki jo poganja tlak, v gosto H”2O Ice” Zachary M. Grande, C. Hugh Pham, Dean Smith, John H. Boiswart, Chenliang Huang, Jesse S. Smith, Nir Goldman, Jonathan L. Beloff, Oliver Tschunner, Jason H. Stephen in Ashkan Salamat, 17. marec 2022, Fizični pregled B,
DOI: 10.1103/PhysRevB.105.104109

READ  Venus Drones, Sun-Powered Ships and More: NASA Announces Funding for Sci-Fi Like Projects

Sodelavci v Nacionalnem laboratoriju Lawrence Livermore so uporabili velik superračunalnik za simulacijo preureditev vezi – predvidevali, da bi se fazni prehodi morali zgoditi točno tam, kjer so bili izmerjeni s poskusi.

Dodatni sodelavci so fizika UNLV Jason Stephen in John Boiswart, mineralog UNLV Oliver Tschner ter znanstveniki iz nacionalnega laboratorija Argonne in Univerze v Arizoni.

Mojca Andreja

Nagnjena je k apatiji. Nevidni raziskovalec. Vseživljenjski guru slanine. Potovalni odvisnik. Organizator. "

Related Posts

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen.

Read also x