Az ember bele sem gondol, de a víz egy rendkívül furcsa anyag. Amellett, hogy egy szinte univerzális oldószerről van szó, az élet elengedhetetlenül fontos kelléke, és bizonyos helyzetekben rendkívül érdekes módon viselkedik.
Ha megfagy, kevésbé sűrű, a felületi feszültsége magas, a molekulatömege alapján pedig szobahőmérsékleten inkább gáznak, mint folyadéknak kellene lennie. Mindezt ráadásul a „normál” földi körülmények között, ám ha a szakemberek módosítanak a nyomáson és a hőmérsékleten, még furcsábban kezd el viselkedni.
A tudósok most az eddigi legkülönlegesebb formáját találták meg: a légköri nyomásnál 2,3 milliószor nagyobb nyomáson és 2357 Celsius-fok hőmérsékleten fedezték ezt fel. Az ember azt várná, hogy ilyen magas hőmérsékleten gáz halmazállapotot lehet megfigyelni, akár úgy is, hogy már alkotóelemeire esik szét a vízmolekula, ám ekkora nyomás hatására valami egészen furcsa dolog megy végbe.
Amikor a víz folyékony halmazállapotból gázzá (gőzzé) alakul, kitágul, ám a tudósok által említett hatalmas nyomás miatt ez nem tud megtörténni. Ehelyett rendkívül sűrű marad, és egzotikus formákat ölt – írja a Science Alert.
https://hvg.hu/tudomany/20260602_merkur-vizjeg-jelenlete-kutatas-aszteorida-becsapodas
Ezek egyike a szuperionos jég. Ez sem nem teljesen szilárd, sem nem teljesen folyékony, oxigénatomjai egy merev kristályrácsban rögzülnek, pont úgy, ahogyan azok egy szilárd anyagban rendeződnének el. A hidrogénmagok azonban mozgékonyak, és inkább a folyadék részecskéihez hasonlóan diffundálnak – keverednek és mozognak – a rácson keresztül.
A kutatók összesen több mint húszféle vízjegyet ismernek, és folyamatosan kereseik az újabbakat. Ennek oka, hogy a feltételezések szerint az olyan bolygók, mint az Uránusz vagy a Neptunusz belsejében ilyen állapotba kerülhet a víz, amely hozzájárul az égitestek mágneses mezőinek kialakulásához.
Alexis Forestier, a francia Atomenergia-bizottság (CEA) fizikusa csapatával együtt az ilyen állapotok keresésén és tanulmányozásán dolgozva apró vízmintákat tett ki a jégóriások belsejében előforduló szélsőséges körülményeknek.
https://hvg.hu/tudomany/20260325_viz-a-holdon-kutatas-jeg-keresese-eredmenytelenul-holdbazis
A mintákat gyémántok hegyei között préselték össze, miközben lézerek segítségével több ezer fokra hevítették őket. Ennek köszönhetően a nyomás a Föld légköri nyomásának 2,3 milliószorosa lett.
Ezután egy rendkívül keskeny szinkrotron röntgensugár segítségével vizsgálták a jég kristályszerkezetében bekövetkezett változásokat.
A kutatók ennek köszönhetően egy elméletben már megjósolt, de kísérletekben soha nem egyértelműen megfigyelt konfigurációt fedezett fel: a hexagonáls, rendkívül tömör (hcp) jeget. Ahogy a hcp kristályt melegítették, a tágulása is szuperionos viselkedésre utalt, az adatok alapján pedig valahol 1400 Celsius-fok környékén léphetett be a szuperionos állapotba.
A kutatók az adatokat átnézve arra is rájöttek, hogy egy korábbi kísérlet során valószínűleg már sikerült hcp-t létrehozni, csak akkor még nem tudták, hogy ezt látják.
A másik, ezzel kapcsolatos érdekes fejlemény, hogy minden jel arra mutat: 200 gigapascal feletti nyomás esetén a hcp a szuperionos jég stabilabb formáját mutatja.
Ha a hcp másként vezeti az elektromosságot, mint az alacsonyabb nyomáson létező társaik, akkor jelenléte az Uránusz és a Neptunusz mélyén megváltoztathatja az anyag és az elektromos töltés belsejükben való mozgásának modelljeit – ezek a folyamatok állítólag szerepet játszanak a bolygók furcsa, zavaros, ferde mágneses mezőinek létrehozásában.
Mivel az anyagot csak most fedezték fel, így a tulajdonságai nem ismertek. Ennek feltárása a Naprendszer és a bolygók működésének pontosabb megértéséhez vezethet.
A francia tudósok a mostani eredményeket a Physical Review Letters című tudományos lapban publikálták.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.
