Физики создали новый тип льда, который существует при температуре почти 2400 °C

Группа исследователей получила ранее не наблюдавшуюся форму льда, которая остаётся устойчивой при температурах выше 1980 °C (около 3600 °F). Работу возглавил физик Алексис Форестье из Комиссии по альтернативным источникам энергии и атомной энергии Франции. Новое состояние вещества получили, сжимая воду до давлений, характерных для недр планет-гигантов.

Методика эксперимента выглядит обманчиво просто. Микроскопические образцы воды зажимали между двумя алмазными наковальнями, доводя давление до 230 гигапаскалей. Это примерно в 2,3 миллиона раз больше атмосферного давления на уровне моря.

При обычных условиях нагрев воды заканчивается превращением в пар, но при таком сжатии расширяться ей попросту некуда. Вещество сохраняет экстремальную плотность даже тогда, когда лазеры разогревают его до 2315 °C. Именно эта комбинация давления и нагрева и открывает доступ к экзотическим фазам.

Примерно при 1426 °C вода переходит в состояние, известное как суперионный лёд. Оно не относится ни к твёрдым телам, ни к жидкостям в привычном понимании. Атомы кислорода выстраиваются в жёсткую кристаллическую решётку, а водород свободно перемещается сквозь неё, словно жидкость, протекающая через твёрдый каркас.

Самое интересное началось при дальнейшем повышении параметров. На отметке 219 гигапаскалей и температуре около 2354 °C атомы кислорода перестроились в гексагональную упаковку. Такую структуру теоретики предсказывали расчётами, но чётко зафиксировать её в лаборатории до сих пор не удавалось.

Значение открытия выходит далеко за пределы лабораторного стола. Аналогичные условия существуют в глубинах ледяных гигантов, Урана и Нептуна. Обе планеты обладают странно перекошенными и хаотичными магнитными полями, объяснить которые учёные до сих пор не смогли.

Физики заставили 10 000 частиц нарушить третий закон Ньютона на целый час

Симуляция миллиарда атомов показала, что вольфрам в термоядерных реакторах разрушается быстрее прогнозов

Свободно движущийся водород в суперионном льду переносит электрический заряд, то есть такое вещество проводит ток. Понимание того, как именно новая фаза проводит электричество, способно перестроить существующие модели внутреннего устройства этих планет. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Это не первый лабораторный результат последних лет, который звучит как нарушение законов физики. Ранее исследователи из Австрии продемонстрировали способ фактически обратить течение времени для отдельной частицы внутри квантовой системы.