首次观察到可能在外行星上形成的奇怪冰

以前通过理论模型预测，我们现在有了塑料的第一次实验观察冰 VII.这听起来像是一部低成本的特许经营电影，但实际上是科学家认为可能在海洋中形成的水的一个奇特阶段外星球.

我们谈论的有多奇特？塑料 Ice VII 需要极高的温度和压力才能形成。随着温度和压力的升高，水分子被迫进入各种构型和动力学。

一个国际研究团队通过将水挤压至 6 吉帕的压力并将其加热到高达 327 的温度来创造 Ice VII°C （620 °F），使用法国劳厄-朗之万研究所 （ILL） 的高水平仪器密切观察其相位变化。

Ice VII 具有明显交织的立方体结构，其中氢变得有点混乱。然而，当这种结构被允许“熔化”时会发生什么，一直不清楚，有些人认为当它们的氢四处游荡时，分子会留在原位。

假设水相的微妙性质需要仔细测量其氢的运动，而不是其形状的快照，因此科学家无法证明它的存在也就不足为奇了。直到现在。

用于识别 Ice VII 的技术之一是准弹性中子散射（QENS），其中物质内部的微小颗粒运动可以通过中子进行追踪。

“与其他光谱技术相比，QENS 探测平移和旋转动力学的能力是探索这种奇异相变的独特优势，”说来自意大利罗马第一大学的物理学家 Maria Rescigno。

正如预测的那样大约 17 年前，研究小组能够在微观层面上看到氢旋转，当 Ice VII——数十个冰相我们知道 – 被加热并承受更大的压力。

然而，有一个惊喜：塑料 Ice VII 内的分子并不是自由旋转的，而是以交错的步骤转动。研究人员说，这可能是由于分子之间的氢键被破坏和恢复的方式。

“QENS 测量表明，塑性冰 VII 的分子旋转机制与最初预期的自由转子行为不同，”解释雷西尼奥。

宇宙中遥远的冰冷世界 – 例如海王星，或木星的卫星木卫二——专家认为，过去可能藏有塑料 Ice VII。能够在实验室中观察冰的行为也让我们更好地了解这些行星及其卫星过去发生的事情。

这是未来研究的一个潜在领域。另一个方法是仔细研究向塑料 Ice VII 的过渡是如何发生的，根据建模，这可能是连续的、渐进的，也可能是更突然的。

“持续过渡情景非常有趣，”说来自罗马第一大学的物理学家 Livia Bove。

“它暗示塑性相可能是难以捉摸的超离子相的前体——另一种在更高的温度和压力下预测的水的混合奇异相，其中氢可以通过氧晶体结构自由扩散。”

该研究已发表在自然界.

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