科学家发现其他行星内部可能存在奇怪的黑色超离子冰

使用高级光子源，科学家们重建了海王星和天王星等行星中心形成的冰结构。

每个人都知道冰、液体和蒸汽——但是，根据条件，水实际上可以形成十几种不同的结构。科学家们现在在列表中添加了一个新阶段：超离子冰。

这种类型的冰在极高的温度和压力下形成，例如海王星和天王星等行星内部深处的冰。以前，当科学家通过一滴水发出冲击波时，只能在短暂的瞬间瞥见超离子冰，但在发表在《自然物理学》上的一项新研究中，科学家们找到了一种可靠地制造、维持和检查冰的方法。

研究合著者、芝加哥大学研究教授、Advanced Photon 光束线科学家 Vitali Prakapenka 说：“这是一个惊喜——每个人都认为这个阶段不会出现，除非你处于比我们最初发现它的压力高得多的压力下。” Source (APS)，美国能源部 (DOE) 科学用户设施办公室位于美国能源部阿贡国家实验室。â <“但是我们能够非常准确地绘制出这种新冰的特性，这构成了物质的新阶段，这要归功于几种强大的工具。”

即使人类已经及时回溯到宇宙的开端——直到构成所有物质的最小粒子——我们仍然不明白地球深处究竟潜伏着什么，更不用说太阳系中的兄弟行星内部了。系统。在设备由于极端的热量和压力而开始融化之前，科学家们只在地球表面下挖掘了大约七英里半。在这些条件下，岩石的行为更像塑料，甚至像水这样的基本分子的结构也开始发生变化。

“借助几种强大的工具，我们能够非常准确地绘制出这种新冰的特性，它构成了物质的新阶段。”– Vitali Prakapenka，芝加哥大学。

由于我们无法在物理上到达这些地方，科学家们必须求助于实验室来重建极端高温和高压的条件。

Prakapenka 和他的同事使用 APS，这是一种大型加速器，可以将电子驱动到接近光速的极高速度，以产生明亮的 X 射线束。他们将样品挤在两片钻石(地球上最硬的物质)之间以模拟强压力，然后通过钻石发射激光以加热样品。最后，他们发送一束 X 射线穿过样品，并根据 X 射线从样品上散射的方式将内部原子的排列拼凑在一起。

当他们第一次进行实验时，普拉卡彭卡看到了与他预期大不相同的结构读数。他认为出了什么问题，并且发生了不需要的化学反应，在此类实验中，水经常发生这种反应。â <“但是当我关闭激光并且样品恢复到室温时，冰又恢复到原来的状态，”他说。â <“这意味着这是一种可逆的结构变化，而不是化学反应。”

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