น้ำแข็งแปลก ๆ ที่สามารถก่อตัวขึ้นบนดาวเคราะห์ต่างดาวที่สังเกตได้เป็นครั้งแรก

ก่อนหน้านี้คาดการณ์ไว้โดยแบบจำลองทางทฤษฎีตอนนี้เรามีการสังเกตการทดลองครั้งแรกของพลาสติก- นั่นอาจฟังดูเป็นภาพยนตร์แฟรนไชส์ที่มีงบประมาณต่ำ แต่จริงๆแล้วมันเป็นช่วงที่แปลกใหม่ของน้ำที่นักวิทยาศาสตร์คิดว่าอาจเกิดขึ้นในมหาสมุทร-

เรากำลังพูดถึงเรื่องแปลกใหม่แค่ไหน? เอาละน้ำแข็งพลาสติก VII ต้องการอุณหภูมิและแรงกดดันสูงอย่างไม่น่าเชื่อ เมื่ออุณหภูมิและแรงดันเพิ่มขึ้นโมเลกุลของน้ำจะถูกบังคับให้กำหนดค่าและพลวัตที่หลากหลาย

ทีมนักวิจัยระดับนานาชาติสร้าง ICE VII โดยการบีบน้ำขึ้นไปจนถึงแรงกดดัน 6 Gigapascal และให้ความร้อนให้อุณหภูมิสูงถึง 327° C (620 ° F)โดยใช้เครื่องมือที่มีความสามารถสูงที่ Institut Laue-Langevin (ILL) ในฝรั่งเศสเพื่อดูอย่างใกล้ชิดเมื่อเปลี่ยนเฟส

ICE VII มีโครงสร้างลูกบาศก์ผสมผสานอย่างชัดเจนซึ่งหนึ่งในนั้นที่ไฮโดรเจนจะยุ่งเหยิงเล็กน้อย อย่างไรก็ตามสิ่งที่เกิดขึ้นกับโครงสร้างนี้เมื่อได้รับอนุญาตให้ 'ละลาย' ไม่เคยชัดเจนโดยมีบางคนแนะนำว่าโมเลกุลยังคงอยู่ในสถานที่ในขณะที่ไฮโดรเจนของพวกเขาเดินเตร่ไปรอบ ๆ

ธรรมชาติที่ละเอียดอ่อนของเฟสน้ำที่ตั้งสมมติฐานนั้นต้องการการวัดการเคลื่อนไหวของไฮโดรเจนอย่างระมัดระวังมากกว่าภาพรวมของรูปร่างดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงไม่สามารถพิสูจน์การมีอยู่ของมันได้ จนถึงตอนนี้

หนึ่งในเทคนิคที่ใช้ในการระบุ Ice VII คือการกระเจิงนิวตรอนกึ่งยืดหยุ่น(Qens) ซึ่งการเคลื่อนไหวของอนุภาคเล็ก ๆ ภายในสารสามารถติดตามได้ด้วยนิวตรอน

"ความสามารถของ Qens ในการตรวจสอบทั้งการแปลและการหมุนเวียนเป็นข้อได้เปรียบที่เป็นเอกลักษณ์สำหรับการสำรวจการเปลี่ยนเฟสที่แปลกใหม่เช่นนี้เมื่อเทียบกับเทคนิคสเปกโทรสโกปีอื่น ๆ "บอกว่านักฟิสิกส์ Maria Rescigno จาก Sapienza University of Rome ในอิตาลี

ตามที่คาดการณ์ไว้ประมาณ 17 ปีที่แล้วทีมวิจัยสามารถเห็นไฮโดรเจนหมุนได้ในระดับกล้องจุลทรรศน์เมื่อ Ice VII - หนึ่งในสิบของขั้นตอนน้ำแข็งเรารู้เกี่ยวกับ - ถูกทำให้ร้อนขึ้นและกดดันมากขึ้น

อย่างไรก็ตามมีความประหลาดใจอย่างหนึ่ง: โมเลกุลภายในน้ำแข็งพลาสติก VII ไม่ได้หมุนอย่างอิสระ แต่เปลี่ยนเป็นขั้นตอนที่เซ สิ่งนี้น่าจะเป็นไปตามวิธีที่พันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลถูกทำลายและฟื้นฟูนักวิจัยกล่าว

"การวัด QENS แนะนำกลไกการหมุนโมเลกุลที่แตกต่างกันสำหรับน้ำแข็งพลาสติก VII มากกว่าพฤติกรรมของโรเตอร์อิสระที่คาดไว้ในตอนแรก"อธิบายRescigno

โลกที่เย็นยะเยือกในจักรวาล - เช่นเนปจูนหรือ- อาจมีพลาสติกน้ำแข็ง VII ในอดีตที่ผ่านมาผู้เชี่ยวชาญคิดว่า ความสามารถในการสังเกตว่าน้ำแข็งทำงานอย่างไรในห้องแล็บยังช่วยให้เราเข้าใจสิ่งที่เกิดขึ้นได้ดีขึ้นในอดีตกับดาวเคราะห์เหล่านี้และดาวเทียมของพวกเขา

นั่นเป็นพื้นที่ที่มีศักยภาพหนึ่งสำหรับการวิจัยในอนาคต อีกประการหนึ่งคือการดูอย่างใกล้ชิดว่าการเปลี่ยนไปใช้พลาสติกน้ำแข็ง VII เกิดขึ้นได้อย่างไรซึ่งอาจต่อเนื่องและค่อยเป็นค่อยไปหรือฉับพลันมากขึ้นตามการสร้างแบบจำลอง

"สถานการณ์การเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องนั้นน่าสนใจมาก"บอกว่านักฟิสิกส์ Livia Bove จากมหาวิทยาลัย Sapienza แห่งกรุงโรม

"มันบอกเป็นนัยว่าเฟสพลาสติกอาจเป็นสารตั้งต้นของเฟส superionic ที่เข้าใจยาก - เฟสไฮบริดที่แปลกใหม่ของน้ำที่คาดการณ์ไว้ที่อุณหภูมิและแรงดันที่สูงขึ้นซึ่งไฮโดรเจนสามารถกระจายได้อย่างอิสระผ่านโครงสร้างผลึกออกซิเจน"

การวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในธรรมชาติ-