科学家在超过2,000°C的条件下制成新形态的冰

研究人员制备并明确鉴定出超离子冰的一种新晶体结构。超离子冰是水的一种奇特状态，预计存在于冰巨星深处。这些微小样品承受了最高230吉帕的压力，约为海平面大气压的230万倍，温度则达到2,630开尔文，即约2,357°C。

超离子冰与常见的冰截然不同。其氧原子构成刚性的晶格，而氢原子核则像液体中的粒子一样，在这一骨架中自由移动。这种组合使材料同时具有固体和类似液体的性质。

研究团队将水置于金刚石尖端之间加压，用激光加热，并以一束细窄的同步辐射X射线探测其原子排列。在约200吉帕以上的压力下，氧原子形成六方密堆积结构，相较于此前观测到的面心立方结构占据主导地位。实验还表明，随着条件变化，这两种结构可以相互转化。

科学家认为，超离子水占据了天王星和海王星内部的相当大区域。由于不同晶体结构可能具有不同的电学和力学性质，这一发现有望改进描述这些行星内部物质与电荷运动的模型。要确定这一新近确认的物相可能如何影响两颗行星形态异常的磁场，仍需进一步计算。