Mai 20, 2022

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Physiker fordern Hasser heraus, erschaffen viereckiges Eis

Physiker fordern Hasser heraus, erschaffen viereckiges Eis

Ein hellblaues Laserlicht beleuchtet die Probe.

Das Forschungsteam verwendete einen Laser, um das Eis zu schmelzen.
Foto: Chris Higgins

Ein Team von Physikern hat kürzlich eine neue Phase des Wassers entdeckt Eis, nach dem Sie setzen normal Schnee unter ungewöhnlich hohem Druck und dann geschmolzen, bevor man ihn gefrieren ließ. Im vorigen Die unbekannte Phase – Eis-VIIt genannt – ist anders organisiert als Typisches Wassereis. Es kommt nicht natürlich auf der Erdoberfläche vor, aber es kommt vor zu finden in Mantel oder auf fernen Monden und Planeten.

Eis-VII hat im Gegensatz zur kubischen Struktur der Eisphase, aus der es besteht, Eis-VII, eine viereckige Symmetrie. Diese viereckige Struktur hebt Ice-VIIt (der Buchstabe „t“ für „quatagonal“) auch von der hexagonalen Symmetrie des natürlichen Wassereises (bekannt als Ice-I) ab. Das bedeutet, dass seine Kristallstruktur eher einem rechteckigen Prisma als einem Würfel ähnelt. Die Die Ergebnisse waren veröffentlicht Letzte Woche in Physical Review B.

„Der Hauptpunkt ist, dass die Gemeinschaft, die Eis untersucht hat, sehr darauf bestanden hat, dass der Eis-VII-Würfel das dominierende höhere Element ist.Zachary Grande, ein Physiker der University of Nevada, sagte: Las Vegas und Hauptautor der Studie in einer E-Mail an Gizmodo. „Aber wir konnten unsere neue Methode verwenden, um genauere Messungen zu erhalten als jeder andere zuvor, So können wir diese subtile Quantenverschiebung beobachten.“

Um die einzigartige Eisphase zu synthetisieren, frieren die Forscher eine Wasserprobe unter Zerkleinerung ein Diamant-Amboss-Zelledie Wassermoleküle zwischen zwei Diamanten quetschte. Mit einem Laser tauten sie die Probe kurz auf, bevor sie sie in einer neuen Konfiguration wieder gefrieren ließen. Durch Komprimieren der Probe unter Drücken ähnlich denen auf der Erde Centerdaß sie Eis-VII in Eis-VII gezwungen. Grandi sagte, die neu entdeckte Stufe sei Ice-VII ähnlich genug, um ähnlich benannt zu werden.

Ashkan Salamat, ebenfalls ein UNLV-Physiker und einer der Forschungsautoren, sagte in Veröffentlichung der Universität. „Es ist das fehlende Stück und die genauesten Messungen auf dem Wasser unter diesen Bedingungen.“

Eis-VII kann natürlicherweise im Erdmantel vorkommen; Obwohl das Innere unseres Planeten heiß und hoch ist,Druckeis wie Ice-VIIt hat höhere Schmelzpunkte. Anstatt bei 32 Grad Fahrenheit zu schmelzen, braucht es 1,Hitze von 340 Grad Fahrenheit, um die seltene Eisphase zu verflüssigen.

Ice-VIIt wechselt zu Eis-XDie Phase, die das Team gefunden hat, wird erst in der dritten auftreten Druckphysiker hielten es zuvor für notwendig, den Zustand zu induzieren. Grandi sagte, dass die Entdeckung von Ice X mehr außerirdische Auswirkungen hatte als die Anwesenheit von Ice-VIIt.

„Wenn es Planeten mit viel Wasser in ihrer Atmosphäre gäbe, wären die Planeten tatsächlich größer als wir bisher dachten, Grande sagte: „Weil das Wasser keinen Druck ausübt, und deshalb Astronomen werden die Wasserversorgung vieler der großen Exoplaneten, die in den letzten Jahren entdeckt wurden, neu bewerten müssen.“

Das Webb-Weltraumteleskop kann bei der Neubewertung helfen; Zu seinen vielen Aufgaben Er Beispiellose Untersuchung von Exoplaneten die Details. Das Teleskop soll im Sommer betriebsbereit sein.

Mehr: So viel Eis ist geschmolzen, und die Erdkruste verändert sich auf seltsame und neue Weise

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