علماء ينتجون شكلاً جديداً من الجليد عند حرارة تتجاوز 2,000 درجة مئوية

أنتج باحثون بنية بلورية جديدة للجليد فائق الأيونية وحددوها بوضوح، وهو حالة غير مألوفة من الماء يُتوقع وجودها في أعماق الكواكب الجليدية العملاقة. وخضعت العينات المجهرية لضغوط بلغت 230 غيغاباسكال، أي نحو 2.3 مليون ضعف الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر، ودرجات حرارة وصلت إلى 2,630 كلفن، أو نحو 2,357 درجة مئوية.

يختلف الجليد فائق الأيونية اختلافاً كبيراً عن الماء المتجمد المألوف. إذ تشكل ذرات الأكسجين فيه شبكة بلورية صلبة، بينما تتحرك نوى الهيدروجين بحرية عبر هذه الشبكة مثل الجسيمات في سائل. ويمنح هذا المزيج المادة خصائص تجمع بين الحالة الصلبة والسلوك الشبيه بالسوائل.

ضغط الفريق الماء بين رؤوس ماسية، وسخّنه بالليزر، وفحص ترتيبه الذري باستخدام حزمة ضيقة من الأشعة السينية الصادرة عن سنكروترون. وعند ضغوط تزيد على نحو 200 غيغاباسكال، اتخذت ذرات الأكسجين بنية سداسية متراصة أصبحت هي السائدة بدلاً من البنية المكعبة متمركزة الوجوه التي رُصدت سابقاً. وأظهرت التجارب أيضاً أن البنيتين يمكن أن تتحولا إحداهما إلى الأخرى مع تغير الظروف.

يُعتقد أن الماء فائق الأيونية يشغل مناطق واسعة داخل أورانوس ونبتون. ولأن البنى البلورية المختلفة قد تكون لها خصائص كهربائية وميكانيكية مختلفة، فقد يسهم هذا الاكتشاف في تحسين نماذج حركة المادة والشحنات داخل هذين الكوكبين. ولا تزال هناك حاجة إلى حسابات إضافية لتحديد الكيفية التي قد يسهم بها الطور الذي تأكد وجوده حديثاً في مجاليهما المغناطيسيين ذوي الشكل غير المعتاد.