Gheața mai fierbinte decât suprafața Soarelui, o nouă stare de agregare a materiei

Dacă vă gândiți la temperaturi foarte scăzute, există șanse mari să vă imaginați gheață. Gheața este un lucru „rece” prin excelență pentru noi. Dar la presiuni extreme, ca în miezul planetelor mari, poate apărea o stare de agregare ciudată.

Gheața poate rămâne solidă, dar are o temperatură mai mare decât suprafața Soarelui, scrie IFL Science.

• Telescopul Webb a găsit o populație neobișnuit de mare de asteroizi între Jupiter și Marte
• Un nou studiu dezvăluie cum au jucat cometele un rol „major” în apariția vieții pe Pământ

Această stare de agregare a apei se numește „gheață superionică” și a fost adăugată la lista de aproximativ 20 de faze structurale pe care le poate avea apa, inclusiv gheață, lichid și vapori.

Acum cercetătorii raportează în revista Nature Physics descoperirea și caracterizarea a două faze de gheață superionică, după ce au găsit o modalitate de a recrea în mod fiabil și stabil gheața pentru mai mult timp decât s-a realizat anterior pentru a o putea studia.

Noua stare de agregare a apei se formează în condiții incredibile

O fază superionică este cuprinsă între de 200.000 și de 600.000 de ori presiunea atmosferică la nivelul mării și la o temperatură de câteva sute până la peste 1.000°C. Cealaltă fază se extinde de la jumătate din presiunea experimentată în centrul Pământului și la temperaturi de mii de grade.

„A fost o surpriză – toată lumea a crezut că această stare de agregare nu va apărea până decât la presiuni mult mai mari decât erau acolo unde am găsit-o prima dată”, spune într-un comunicat coautorul studiului, Vitali Prakapenka, cercetător la University of Chicago și la Advanced Photon Source din cadrul  Laboratorul Național Argonne.

„Dar am putut să cartografiem foarte precis proprietățile acestei noi gheți, care constituie o nouă fază a materiei, datorită mai multor instrumente puternice.”

La temperaturi mai ridicate și presiuni incredibile, gheața rămâne solidă, dar structura atomică este schimbată dramatic. Odată ce presiunea și temperatura sunt îndepărtate, gheața revine la starea normală.

„Imaginați-vă un cub, o rețea cu atomi de oxigen la colțurile conectate prin hidrogen”, a spus Prakapenka. „Când se transformă în această nouă fază superionică, rețeaua se extinde, permițând atomilor de hidrogen să migreze în jur, în timp ce atomii de oxigen rămân stabili în pozițiile lor. Este un fel de rețea solidă de oxigen așezată într-un ocean de atomi de hidrogen plutitori.”

„Este o nouă stare de agregare a materiei, deci acționează ca un material nou”

Gheața superionică este mai puțin densă decât gheața obișnuită, despre care știm deja că este mai puțin densă decât apa lichidă. De asemenea, își schimbă culoarea. În timp ce apa înghețată poate fi de la transparentă până la alb-tulbure, în funcție de modul în care îngheață, gheața superionică este mai întunecată, deoarece interacționează diferit cu lumina.

„Este o nouă stare de agregare a materiei, deci acționează ca un material nou și poate fi diferită de ceea ce credeam noi”, a spus Prakapenka.

Oamenii de știință cred că ar putea exista condiții extreme similare de presiune și temperatură în interiorul planetelor Neptun și Uranus, precum și în alte planete gigantice de gheață de dincolo de Sistemul Solar. Înțelegerea proprietăților gheții superionice ne-ar putea ajuta să înțelegem proprietățile acestor planete.

Vă recomandăm să citiți și:

Un ceas cu o super precizie ar putea ajuta oamenii de știință să caute materia întunecată

Primul test cu bombă atomică din lume a creat un obiect extrem de neobișnuit

Cele patru forțe fundamentale ale naturii care controlează orice interacțiune din Univers

Fizicienii au reușit să depoziteze și să transporte lumina