В Германии при экстремальном давлении была получена новая фаза воды — лёд XXI.
Международная группа исследователей из Германии, Швеции и Франции совершила прорыв в изучении свойств воды - им удалось синтезировать ранее неизвестную кристаллическую фазу льда, способную сохранять стабильность даже при комнатной температуре, пишет Nature.
com.Открытие было сделано на базе одного из самых мощных рентгеновских лазеров в мире — European XFEL в Гамбурге. Новая форма, получившая обозначение лёд XXI, возникла в результате сверхбыстрого сжатия капли воды в алмазной ячейке до давления в 20 000 атмосфер. Процесс занял всего 10 миллисекунд, что не дало молекулам воды времени на формирование привычной гексагональной структуры. Вместо этого образовалась метастабильная тетрагональная решётка, обладающая необычайной плотностью и твёрдостью.
Для наблюдения за трансформацией в режиме реального времени учёные использовали ультракороткие рентгеновские импульсы длительностью всего 50 фемтосекунд. Это позволило зафиксировать перестройку молекулярной структуры на атомном уровне. Параллельно эксперименты проводились на синхротронном источнике PETRA III, что повысило достоверность полученных данных.
До этого в научной литературе описывалось 20 кристаллических модификаций льда. Открытие льда XXI расширяет этот список и кардинально меняет представления о поведении воды в экстремальных условиях. По мнению исследователей, подобные фазы могут существовать в недрах ледяных спутников Юпитера, таких как Европа и Ганимед, где сочетаются высокое давление и низкие температуры.
Особенность новой фазы заключается в том, что она остаётся стабильной при высоком давлении независимо от температурного режима, включая привычные для человека 20–25 °C. Это открывает новые перспективы не только для фундаментальной физики, но и для планетологии.
В ближайшее время учёные планируют применить аналогичный подход к другим жидкостям, чтобы выявить дополнительные метастабильные состояния веществ при сверхвысоких давлениях.
Свежие комментарии