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科學家們設法在巨行星內部創造了一個新的冰相

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由芝加哥大學教授 Vitaly Prakapenko 領導的一組美國物理學家首次在實驗室條件下獲得了超離子冰,這是一種由氧離子形成剛性晶格的水狀態,氫離子在其中自由移動。

此前,科學家們只在實驗室條件下獲得過一次超離子冰(冰 XVIII)。 這是在動態實驗過程中完成的,其中夾在金剛石虎鉗中的一滴水暴露在激光產生的衝擊波中。 結果,形成了超離子冰,它只存在了片刻。

新冰相

在新的實驗中,科學家們選擇了不同的方法。 他們使用金剛石虎鉗來重現高強度壓力,可與在行星核心中看到的壓力相媲美。 然後,他們使用高級光子源同步加速器產生明亮的 X 射線束——需要將一滴水加熱到極端溫度。 在實驗過程中,還確定了超離子冰的形成不需要 50 GPa 的壓力,如先前所認為的那樣。 有可能在 20 GPa 的壓力下獲得不尋常材料的樣品。

“想像一個立方體,它的晶格在拐角處包含氧離子,在它們之間包含氫離子。 當它進入新的超離子相時,晶格膨脹,使氫離子移動而氧離子保持在原位。 它看起來就像位於漂浮的氫原子海洋中的固體氧晶格,”其中一位科學家評論了該實驗。

新冰相

值得注意的是,超離子冰不僅存在於遙遠的行星上,也存在於地球上。 據科學家稱,它在維持地球磁場方面發揮著作用,保護地球表面免受宇宙輻射。 像火星或水星這樣的行星沒有磁場,這使得它們容易受到宇宙輻射和其他因素的侵襲性影響。 科學家們 考慮,超離子冰的研究可以在尋找維持生命的行星中發揮重要作用。

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