Un gruppo di fisici americani guidati dal professore dell'Università di Chicago Vitaly Prakapenka ha ottenuto per la prima volta il ghiaccio superionico in condizioni di laboratorio, uno stato dell'acqua in cui un reticolo cristallino rigido è formato da ioni di ossigeno e gli ioni di idrogeno si muovono liberamente lungo di esso. Informazioni al riguardo sono state recentemente pubblicate sulla rivista tematica Nature Physics.
In precedenza, gli scienziati riuscivano solo una volta a ottenere ghiaccio superionico (il cosiddetto Ice XVIII) in condizioni di laboratorio. Ciò è stato fatto in un esperimento dinamico in cui una goccia d'acqua bloccata in una morsa di diamante è stata esposta a un'onda d'urto generata da un laser. Di conseguenza, si è formato il ghiaccio superionico, che è esistito solo per pochi istanti.
Nel nuovo esperimento, gli scienziati hanno adottato un approccio diverso. Hanno usato una morsa di diamante per riprodurre pressioni ad alta intensità paragonabili a quelle osservate nei nuclei planetari. Hanno quindi utilizzato il sincrotrone Advanced Photon Source per generare fasci luminosi di radiazioni a raggi X per riscaldare una goccia d'acqua a temperature estreme. Durante l'esperimento è stato anche riscontrato che la formazione del ghiaccio superionico non richiede una pressione di 50 GPa, come si pensava in precedenza. Un campione del materiale insolito è stato ottenuto ad una pressione di 20 GPa.
“Immaginate un cubo, il cui reticolo contiene ioni di ossigeno agli angoli e ioni di idrogeno intorno ad essi. Quando entra in una nuova fase superionica, il reticolo si espande, consentendo agli ioni di idrogeno di muoversi mentre gli ioni di ossigeno rimangono al loro posto. Sembra un solido reticolo di ossigeno situato in un oceano di atomi di idrogeno galleggianti ", ha commentato uno degli scienziati sull'esperimento.
Si noti che il ghiaccio superionico esiste non solo su pianeti lontani, ma anche sulla Terra. Secondo gli scienziati, svolge un certo ruolo nel mantenimento del campo magnetico del nostro pianeta, che protegge la superficie terrestre dalle radiazioni cosmiche. Pianeti come Marte o Mercurio non hanno un campo magnetico, il che li rende suscettibili agli effetti aggressivi delle radiazioni cosmiche e di altri fattori. Gli scienziati ritengono che lo studio del ghiaccio superionico potrebbe svolgere un ruolo importante nella ricerca di pianeti su cui possa esistere la vita.
2021-10-31 07:42:21
Autore: Vitalii Babkin