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5000℃!超離子水冰首次“現(xiàn)形”有助研究海王星磁場
查字典地理網 來源|2018-02-27 發(fā)表|教學分類:地理科普

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科技日報北京2月8日電據英國《獨立報》官網6日報道,美國科學家在5000℃高溫下,首次創(chuàng)造了一種奇特的水態(tài),稱為“超離子水冰”。研究人員認為,這種物質是太陽系中遙遠行星結構的關鍵組成部分,這一成果或有助于研究海王星和天王星的磁場。

科學家早在1988年就預測了這種物質的存在,數(shù)學模擬似乎也證明了其存在,這是首次在實驗室獲得這一物質。

該研究負責人、勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的物理學家馬里烏斯·米洛博士解釋說,他們使用了一種名為“激光驅動沖擊壓縮”的技術,不僅確認了這一物質的存在,還驗證了有關海王星和天王星等行星含有這些物質的預測。研究發(fā)表在最新一期《自然·物理學》雜志上。

普通的冰由水分子組成,這些水分子連接起來形成固體;而超離子水冰由離子(帶正或負電荷的原子)組成。具體來說,其結構由氧離子形成的固體晶體和流過其中的氫離子組成。與普通冰不同,超離子水冰要在極高溫度和壓力下才能形成。

在實驗中,研究人員先碾碎位于兩塊鉆石之間的冰塊,然后發(fā)射激光以進一步增加壓力和熱量,在接近5000℃的高溫和兩倍大氣壓的高壓下,他們看到了一塊超離子水冰形成并融化的證據,整個實驗歷時10—20納秒。

雖然超級離子水冰在地球上任何地方都找不到,但可能在天王星和海王星內部大量存在,這些行星內部的高溫和高壓與米洛團隊在實驗中創(chuàng)造出的類似。

有科學家指出,遙遠行星內部存在這種物質,或許可以解釋它們不尋常的磁場。

研究人員表示,他們下一步計劃確定超離子水冰中發(fā)現(xiàn)的氧晶體結構。

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