Учёные открыли новую форму водного льда, способную формироваться при обычной комнатной температуре. Недавно завершённое исследование демонстрирует, как экстремальное давление может порождать необычные состояния привычного вещества. Полученная фаза, обозначенная как лёд XXI, стала двадцать первой известной науке модификацией льда, пополнив ряд структур от классических гексагональных до экзотических суперионных, характерных для ледяных гигантов вроде Урана и Нептуна.
Ключевым условием образования льда XXI стало быстрое сжатие воды до сверхвысоких показателей при сохранении комнатной температуры. Эта фаза стабильна лишь в узком диапазоне условий, что отличает её от большинства известных форм льда, обычно формирующихся при экстремально высоких или низких температурах. Учёные использовали алмазную наковальню — устройство, воссоздающее давление, сопоставимое с глубинами планетарных недр. Вода подвергалась воздействию давления в 2 гигапаскаля, что примерно в 20 тысяч раз превышает атмосферное, после чего давление резко сбрасывали за одну секунду.
Такой цикл повторяли сотни раз, наблюдая за преобразованием молекулярной структуры. Несмотря на комнатную температуру, молекулы воды выстраивались в кристаллическую решётку с необычно плотной упаковкой. Для фиксации процесса применяли рентгеновский лазер, делающий снимки с микросекундным интервалом — подобно высокоскоростной съёмке. Полученные данные указывают на возможное существование других метастабильных фаз льда, образующихся при высоких температурах. Это открывает новые перспективы для понимания состава ледяных спутников в Солнечной системе и процессов формирования экзотических видов льда в космических условиях.
А вы знаете, почему лёд такой скользкий?