โดย Ben Turner เผยแพร่เมื่อ 15 พฤศจิกายน 2021
น้ําแข็งสามารถอธิบายสนามแม่เหล็กลึกลับที่เป็นของ บาคาร่า โลกน้ําแข็งนักวิจัยที่ห้องปฏิบัติการของ Rochester สําหรับพลังงานเลเซอร์ใช้การตั้งค่าเดียวกันในการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้เพื่อสร้างน้ําแข็งเหนือธรรมชาติ, แสดงที่นี่ในการแสดงผลศิลปะนี้. ในกรณีนั้นน้ําแข็งไม่เสถียร (เครดิตภาพ: ภาพประกอบห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์ลิเวอร์มอร์ / Millot, Coppari, ฮาเมล, เคราส์)
นักวิทยาศาสตร์เพิ่งบีบหยดน้ําระหว่างเพชรสองเม็ดและระเบิดมันให้อุณหภูมิเหมือนดาวด้วยเลเซอร์ที่
ทรงพลังที่สุดแห่งหนึ่งของโลก ผลที่ได้คือขั้นตอนใหม่และลึกลับของน้ํา
น้ํา “แปลกสีดํา” มีอยู่ภายใต้แรงกดดันและอุณหภูมิเช่นเดียวกับที่ศูนย์กลางของโลกซึ่งเป็นความจริงที่เร็ว ๆ นี้จะช่วยให้นักวิจัยตรวจสอบความลับที่ฝังอยู่ในแกนของโลกอื่น ๆ ก่อนหน้านี้นักวิจัยใช้คลื่นกระแทกเพื่อสร้างน้ําแข็งแปลก ๆ นี้เพียง 20 นาโนวินาทีก่อนที่จะละลาย การทดลองใหม่นี้เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างน้ําแข็งซ้อนทับที่มั่นคงซึ่งกินเวลานานพอที่จะศึกษาในรายละเอียด นักวิจัยตีพิมพ์ผลการวิจัยของพวกเขาตุลาคม 14 ในวารสาร ฟิสิกส์ธรรมชาติ (เปิดในแท็บใหม่).
ที่เกี่ยวข้อง: แกลเลอรีเกล็ดหิมะ: ไม่มีสองเหมือนกันแน่นอน
”มันเป็นความประหลาดใจ — ทุกคนคิดว่าระยะนี้จะไม่ปรากฏจนกว่าคุณจะมีแรงกดดันสูงกว่าที่เราพบครั้งแรก” ของเหลวไอและน้ําแข็งเป็นขั้นตอนที่พบบ่อยที่สุดของน้ํา แต่โมเลกุลของน้ํายังสามารถชําระลงในการเตรียมการอื่น ๆ ที่แสดงถึงขั้นตอนที่แตกต่างกัน ในความเป็นจริงนักวิทยาศาสตร์ได้ระบุน้ําแข็งในน้ํา 20 ขั้นตอน – วิธีต่าง ๆ ที่ผูกมัดอะตอมไฮโดรเจนและออกซิเจนสามารถซ้อนกันภายใต้อุณหภูมิและแรงกดดันที่แตกต่างกัน
ตัวอย่างเช่นน้ําแข็ง VI และน้ําแข็ง VII มีโมเลกุลที่จัดเรียงตัวเองเป็นปริซึมรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าหรือก้อนตามลําดับ น้ําแข็ง XI พลิกด้านถ้ามันถูกวางไว้ภายในสนามไฟฟ้าและน้ําแข็ง XIX เปราะและมีอะตอมไฮโดรเจนเท่านั้นในรูปแบบปกติ Live Science รายงานก่อนหน้านี้
ซูเปอร์ฮอตและน้ําแข็งเหนือธรรมชาติที่มีแรงดันสูงเป็นน้ําแข็งระยะที่ 18 ที่จะค้นพบและมันเป็นหนึ่งใน
น้ําแข็งที่แปลกที่สุด นั่นเป็นเพราะอะตอมออกซิเจนของมันล็อคเข้าที่เช่นเดียวกับที่พวกเขาจะอยู่ในของแข็ง แต่อะตอมไฮโดรเจนของมันหลังจากยอมแพ้อิเล็กตรอนของพวกเขากลายเป็นไอออน – นิวเคลียสอะตอมถอดอิเล็กตรอนของพวกเขาและดังนั้นจึงมีประจุบวก – ที่มีอิสระที่จะไหลผ่านน้ําแข็งราวกับว่าพวกเขาเป็นของเหลว
”ลองนึกภาพก้อนตาข่ายที่มีอะตอมออกซิเจนที่มุมที่เชื่อมต่อด้วยไฮโดรเจน” Prakapenka กล่าว “เมื่อมันเปลี่ยนเป็นระยะ superionic ใหม่นี้ตาข่ายจะขยายตัวทําให้อะตอมไฮโดรเจนสามารถเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ ในขณะที่อะตอมออกซิเจนยังคงคงที่ในตําแหน่งของพวกเขา มันเหมือนกับตาข่ายออกซิเจนที่เป็นของแข็ง นั่งอยู่ในมหาสมุทร ของอะตอมไฮโดรเจนลอยน้ํา”
อะตอมไฮโดรเจนว่ายน้ําเหล่านี้ป้องกันแสงจากการผ่านน้ําแข็งในลักษณะที่คาดการณ์ได้ทําให้มีลักษณะเป็นสีดํากลุ่มที่นําโดยศาสตราจารย์เคมีของมหาวิทยาลัยซัสซารี Pierfranco Demontis ได้ตั้งทฤษฎีการดํารงอยู่ของน้ําแข็งเหนือธรรมชาติเป็นครั้งแรกในปี 1988 และนักวิจัยที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์ลิเวอร์มอร์ในแคลิฟอร์เนียพบหลักฐานแรกในปี 2018 วิทยาศาสตร์สดรายงานก่อนหน้านี้ ด้วยการระเบิดหยดน้ําด้วยคลื่นกระแทกแรงดันสูงที่เกิดจากเลเซอร์นักวิจัยประสบความสําเร็จในอุณหภูมิและแรงกดดันที่จําเป็นสําหรับน้ําแข็งเหนือธรรมชาติที่จะปรากฏชั่วขณะและพวกเขายังวัดค่าการนําไฟฟ้าของน้ําแข็งและเหลือบเห็นโครงสร้างของมันในไม่กี่นาโนวินาที (พันล้านวินาที) ก่อนที่น้ําแข็งเหนือธรรมชาติจะละลายออกไป
เพื่อวัดรายละเอียดเพิ่มเติม Prakapenka และเพื่อนร่วมงานของเขาจําเป็นต้องสร้างน้ําแข็งในรูปแบบที่มั่นคงมากขึ้น ดังนั้นพวกเขาจึงบีบหยดน้ําของพวกเขาด้วยทั่งเพชร 0.2 กะรัตและระเบิดด้วยเลเซอร์ ความแข็งของเพชรทําให้ทั่งสามารถกดหยดน้ําได้ถึง 3.5 ล้านเท่าของความดันบรรยากาศของโลกและเลเซอร์ทําให้อุณหภูมิร้อนกว่าพื้นผิวของดวงอาทิตย์ จากนั้นด้วยอุปกรณ์เร่งอิเล็กตรอนที่เรียกว่าซิงโครตรอนทีมจึงเปิดตัวลําแสงเอ็กซเรย์ที่หยดน้ํา โดยการวัดความเข้มและมุมของรังสีเอกซ์ที่กระจัดกระจายโดยอะตอมภายในน้ําแข็งนักวิจัยระบุโครงสร้างของน้ําแข็งเหนือธรรมชาติ
วิธีนี้ทําให้นักวิจัยมีกรอบเวลาที่ยาวขึ้น – ในช่วงไมโครวินาที (ล้านวินาที) – เพื่อสังเกตน้ําแข็งของพวกเขามากกว่าการทดลองคลื่นกระแทก เวลาพิเศษนั้นหมายความว่าพวกเขาสามารถชาร์ตการเปลี่ยนเฟสที่แตกต่างกันของหยดน้ําได้อย่างแม่นยําในขณะที่มันเปลี่ยนเป็นน้ําแข็งเหนือธรรมชาติ บาคาร่า
