علماء الفيزياء يتحدون الكارهين ، ويخلقون جليد رباعي الزوايا

يضيء ضوء ليزر أزرق ساطع عينة.
استخدم فريق البحث الليزر لإذابة الجليد.
الصورة: كريس هيغينز

اكتشف فريق من الفيزيائيين مؤخرًا مرحلة جديدة من الجليد المائي ، بعد أن وضعوا الجليد العادي تحت ضغط عالٍ للغاية وقاموا بإذابه قبل السماح له بإعادة التجميد. يتم تنظيم المرحلة غير المعروفة سابقًا – والتي تسمى Ice-VIIt – بشكل مختلف عن جليد الماء النموذجي. لا يحدث بشكل طبيعي على سطح الأرض ، ولكنه قد يكون موجودًا في الوشاح أو على الأقمار والكواكب البعيدة.

تتمتع Ice-VIIt بتناظر رباعي الزوايا ، على عكس الهيكل المكعب لمرحلة الجليد التي تتكون منها ، Ice-VII. يضع هذا الهيكل الرباعي أيضًا Ice-VIIt (حرف “t” لـ “رباعي الزوايا”) بصرف النظر عن التناظر السداسي لجليد الماء الطبيعي (المعروف باسم Ice-I). هذا يعني أن هيكله البلوري يشبه المنشور المستطيل بدلاً من المكعب. كانت النتائج نشرت الأسبوع الماضي في مجلة Physical Review B.

قال زاكاري غراندي ، الفيزيائي في جامعة نيفادا ، لاس فيغاس والمؤلف الرئيسي للدراسة ، في رسالة بريد إلكتروني إلى Gizmodo. “لكننا تمكنا من استخدام تقنيتنا الجديدة للحصول على قياسات أكثر دقة بكثير من أي شخص من قبل ، مما يسمح لنا بمراقبة هذا التحول الكمي الدقيق.”

لتجميع مرحلة الجليد الفريدة ، قام الباحثون بتجميد عينة ماء تحت سحق a خلية سندان الماسالتي ضغطت جزيئات الماء بين ماستين. استخدموا الليزر لإذابة العينة لفترة وجيزة ، قبل السماح لها بالتجميد مرة أخرى في تكوين جديد. عن طريق ضغط العينة تحت ضغوط مماثلة لتلك الموجودة في مركز الأرض ، أجبروا Ice-VII في Ice-VIIt. قال غراندي إن المرحلة المكتشفة حديثًا كانت مشابهة بدرجة كافية لـ Ice-VII ليتم تسميتها بالمثل.

قال أشكان سالامات ، وهو أيضًا فيزيائي في UNLV وأحد مؤلفي البحث ، في الافراج عن الجامعة. “إنها القطعة المفقودة ، والقياسات الأكثر دقة على الماء في هذه الظروف.”

Tout ImageSave $20Logitech StreamCam

Logitech StreamCam

This webcam puts out a 1080p image at 60 fps
It’s optimized for all the popular streaming software (OBS, Xsplt, Streamlabs, etc).

Buy for $150 at Amazon

Ice-VIIt may occur naturally in the Earth’s mantle; though our planet’s interior is hot, high-pressure ices like Ice-VIIt have higher melting points. Instead of thawing out at 32° Fahrenheit, it takes 1,340° F heat to make the rare ice phase liquify.

Ice-VIIt transitions to Ice-X، وهي المرحلة التي وجد الفريق أنها ستحدث عند ثلث الضغط الذي اعتقد علماء الفيزياء سابقًا أنه ضروري للحث على الحالة. قال غراندي إن اكتشاف Ice X كان له آثار خارج كوكب الأرض أكثر من وجود Ice-VIIt.

قال غراندي: “إذا كانت هناك كواكب تحتوي على كمية كبيرة من الماء داخل غلافها ، فستكون الكواكب في الواقع أكبر مما كنا نعتقد سابقًا ، لأن الماء لن ينضغط ، ولهذا السبب ، سيحتاج علماء الفلك إلى إعادة- تقييم إمدادات المياه في العديد من الكواكب الخارجية الكبيرة التي تم اكتشافها في السنوات الأخيرة “.

قد يساعد تلسكوب ويب الفضائي في إعادة التقييم ؛ من بين مهامها العديدة دراسة الكواكب الخارجية بتفاصيل غير مسبوقة. من المتوقع أن يبدأ تشغيل التلسكوب بحلول الصيف.

المزيد: لقد ذاب الكثير من الجليد ، وأن قشرة الأرض تتغير بطرق غريبة وجديدة

لا يوجد اعجابات