首次觀察到可能在外行星上形成的奇怪冰

以前通過理論模型預測，我們現在有了塑料的第一次實驗觀察冰 VII.這聽起來像是一部低成本的特許經營電影，但實際上是科學家認為可能在海洋中形成的水的一個奇特階段外星球.

我們談論的有多奇特？塑料 Ice VII 需要極高的溫度和壓力才能形成。隨著溫度和壓力的升高，水分子被迫進入各種構型和動力學。

一個國際研究團隊通過將水擠壓至 6 吉帕的壓力并將其加熱到高達 327 的溫度來創造 Ice VII°C （620 °F），使用法國勞厄-朗之萬研究所 （ILL） 的高水平儀器密切觀察其相位變化。

Ice VII 具有明顯交織的立方體結構，其中氫變得有點混亂。然而，當這種結構被允許“熔化”時會發生什么，一直不清楚，有些人認為當它們的氫四處游蕩時，分子會留在原位。

假設水相的微妙性質需要仔細測量其氫的運動，而不是其形狀的快照，因此科學家無法證明它的存在也就不足為奇了。直到現在。

用于識別 Ice VII 的技術之一是準彈性中子散射（QENS），其中物質內部的微小顆粒運動可以通過中子進行追蹤。

“與其他光譜技術相比，QENS 探測平移和旋轉動力學的能力是探索這種奇異相變的獨特優勢，”說來自意大利羅馬第一大學的物理學家 Maria Rescigno。

正如預測的那樣大約 17 年前，研究小組能夠在微觀層面上看到氫旋轉，當 Ice VII——數十個冰相我們知道 – 被加熱并承受更大的壓力。

然而，有一個驚喜：塑料 Ice VII 內的分子并不是自由旋轉的，而是以交錯的步驟轉動。研究人員說，這可能是由于分子之間的氫鍵被破壞和恢復的方式。

“QENS 測量表明，塑性冰 VII 的分子旋轉機制與最初預期的自由轉子行為不同，”解釋雷西尼奧。

宇宙中遙遠的冰冷世界 – 例如海王星，或木星的衛星木衛二——專家認為，過去可能藏有塑料 Ice VII。能夠在實驗室中觀察冰的行為也讓我們更好地了解這些行星及其衛星過去發生的事情。

這是未來研究的一個潛在領域。另一個方法是仔細研究向塑料 Ice VII 的過渡是如何發生的，根據建模，這可能是連續的、漸進的，也可能是更突然的。

“持續過渡情景非常有趣，”說來自羅馬第一大學的物理學家 Livia Bove。

“它暗示塑性相可能是難以捉摸的超離子相的前體——另一種在更高的溫度和壓力下預測的水的混合奇異相，其中氫可以通過氧晶體結構自由擴散。”

該研究已發表在自然界.

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