艺术家对 Ice VII 形成的印象。 (劳伦斯利弗莫尔国家实验室)
对一种非常奇怪的冰的新研究冰七揭示了它如何以超过 1,000 英里/小时(1,610 公里/小时)的速度形成,以及它如何能够传播到尚未探索的外星世界。
这种冰类型仅三月份发现自然发生,被困在地下深处的钻石中,这项最新研究详细研究了它到底是如何形成的? 显然,这与水通常冻结成冰的方式完全不同。
根据加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员设计的数学模型,Ice VII 的扩散存在一定的压力阈值。速度。 这种近乎瞬时的转变过程被称为均匀成核。
“这是一个考验我们物理理解极限的政权。”团队成员之一说道,物理学家亚历克斯·切尔诺夫。
科学家们已经发现,第七冰可以在高温和高压下形成? 比正常大气压高大约100,000倍? 但实验表明它既是均匀形成的(几乎同时形成)又是非均匀形成的(从表面向内)。
到目前为止,这让物理学家们摸不着头脑。 这项新研究表明,一个特定的临界点是造成变化的原因? 以及液态水和正在形成的冰晶之间的温差。
这些类型的冰或冰相在其晶体中也具有不同的原子结构,这对液态水如何变成固态冰具有至关重要的影响。 研究人员能够确定 Ice VII 最初以分子簇形式形成,然后在纳秒内扩散到水体中。
这部分是因为成核点没有热层? 液体变成固体的点? 就像在常压下冻结的冰一样。
Ice VII 的分子排序(劳伦斯利弗莫尔国家实验室)
“不需要缓慢的潜热去除过程,界面速度仅通过界面上非常快的分子排序来控制,”切尔诺夫解释说。
现在我们有了一个适合实验数据的数学模型,我们可以将其应用于各种其他研究领域。 Ice VII 本身的存在已被理论化并且首先在实验室创建在被发现装满钻石之前。
新模型背后的团队表示,对 Ice VII 如何在基本分子水平上形成的新解释可能会对记忆存储、材料合成等研究产生影响。
它也可能被证明对我们有用寻找生命在其他行星上。 水的存在被用作生命是否可以存在于地球以外的行星上的关键指标,但如果水的压力足以分解成冰七号,那么可能就找不到任何生命了。
资深作家兼材料化学家乔纳森·贝洛夫 (Jonathan Belof) 表示:“这些海洋世界上的水在流星或彗星等其他行星体的轰击下,经历了剧烈的变化,生命可能无法生存。”物理中心。
这是确定一颗冰冷行星是否适合居住的另一条线索,也是一个非常酷的例子,说明物理学的界限如何不断被突破。
该研究发表于物理评论快报。