冰十八是什麼狀態?是固態嗎?
今年5月8號,發表在《自然》雜誌上的一個發現證實了「超離子冰」的存在,這是一種具有奇異性質的水的新階段。
此前,在紐約布萊頓的激光能量學實驗室,世界上最強大的激光器之一轟炸了一滴水,產生了衝擊波,將水的壓力提高到數百萬個大氣壓,溫度達到數千度。
在同一時間內,X射線以同樣的速度穿過水滴,這是人類在這種極端條件下第一次看到這種水形態。
X射線顯示激波中的水並沒有變成過熱的液體或氣體。而是原子凍結成固體,形成結晶冰。
與你冰箱里或北極常見的冰不同,超離子冰是黑色和熱的的冰。一個立方體的重量是普通立方體的四倍。
早在30多年前,人們就已經從理論上預測到了它的存在。儘管直到現在人們才發現了它,但科學家們認為它可能是宇宙中最豐富的水形態。
至少在整個太陽系中,以超離子冰的形態存在的水可能比其他任何形態都要多,包括在地球上海洋、木衛二和土衛二中晃動的液體。
超離子冰充滿了天王星和海王星的內部,超離子冰的發現可能會解開幾十年來關於這些「冰行星」形成之謎題。
包括在普通冰中發現的水分子的六角形排列,被稱為「六角冰」,科學家們已經發現了一種令人困惑的18冰晶結構。
除了以六角冰形式出現的常規冰(Ice I)之後,其餘的都按發現順序編號為Ice II(冰二)到Ice XVI(冰十六)。
(是的,有一個冰九,但它只存在於人為條件下,不像庫爾特·馮內古特小說《貓的搖籃》中虛構的末日物質。)
超離子冰現在可以稱為冰十八。這是一種新的水結晶,但有點扭曲。所有先前已知的水冰都是由完整的水分子組成,每個水分子都有一個氧原子與兩個氫原子相連。
但新的測量結果證實,冰十八並不是這樣的。它存在於某種超現實主義的邊緣,一部分是固體,一部分是液體。單個水分子分裂。氧原子形成一個立方晶格,但氫原子自由溢出,像液體一樣流過剛性的氧籠。
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