Superionický ľad

Foto LLNL

Náznaky špeciálnej fázy zvanej superionický ľad sa objavili v ľade vystavenom vysokým tlakom a teplotám. Aj keď sa takýto nezvyčajný ľad prirodzene na Zemi nenachádza, mohol by byť hlboko v zmrznutých svetoch Uránu a Neptúna. Normálny ľad sa skladá z molekúl vody, pričom každú tvorí atóm kyslíka viazaný na dva atómy vodíka. Ako voda zamŕza, molekuly sa spájajú, aby vytvorili tuhú látku. No superionický ľad je vytvorený z iónov, čo sú atómy s pozitívnym alebo negatívnym elektrickým nábojom. Vnútri materiálu ióny vodíka voľne plávajú medzi tuhými kryštálmi iónov kyslíka. Je to veľmi zvláštne správanie sa vody, hovorí spoluautor štúdie Marius Millot, fyzik v Národnom laboratóriu Lawrencea Levermorea v Kalifornii. Pracujúc so vzorkou ľadu, ktorá bola rozdrvená medzi dvoma diamantmi, Millot a kolegovia použili laser na vytvorenie šokovej vlny, ktorá prešla cez ľad, čím ešte väčšmi zvýšila tlak. Spočiatku, ako narastal tlak, hustota a teplota ľadu vzrastali hladko. Ale okolo 1,9 milióna násobku atmosférického tlaku a pri teplote 4 800 kelvinov (4 500 °C) vedci pozorovali skok v hustote a teplote. Tento skok, ako hovoria výskumníci, je dôkaz, že sa superionický ľad v tomto bode topí. Aj keď normálne rozmýšľame o ľade ako o niečom studenom, pri vysokom tlaku sa môže tvoriť aj pri zahrievaní.

Tento článok si môžete prečítať v časopise Quark 03/2018.

Ak chcete mať prístup aj k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov alebo si objednať tlačenú verziu časopisu Quark, prihláste sa alebo zaregistrujte.

Komentáre