Um grupo de físicos americanos liderado pelo professor Vitaly Prakapenka da Universidade de Chicago obteve pela primeira vez gelo superiônico em condições de laboratório - um estado de água no qual uma estrutura cristalina rígida é formada a partir de íons de oxigênio e íons de hidrogênio se movem livremente ao longo dela. Informações sobre o assunto foram publicadas recentemente na revista temática Nature Physics.
Anteriormente, os cientistas apenas uma vez conseguiam obter gelo superiônico (o chamado Gelo XVIII) em condições de laboratório. Isso foi feito em um experimento dinâmico no qual uma gota d'água presa em um torno de diamante foi exposta a uma onda de choque gerada por um laser. Como resultado, formou-se gelo superiônico, que existiu apenas por alguns momentos.
No novo experimento, os cientistas adotaram uma abordagem diferente. Eles usaram um torno de diamante para reproduzir pressões de alta intensidade comparáveis às vistas em núcleos planetários. Eles então usaram o síncrotron Advanced Photon Source para gerar feixes brilhantes de radiação de raios-X para aquecer uma gota de água a temperaturas extremas. Durante o experimento, também foi verificado que a formação do gelo superiônico não requer uma pressão de 50 GPa, como se pensava anteriormente. Uma amostra do material incomum foi obtida a uma pressão de 20 GPa.
“Imagine um cubo, cuja estrutura contém íons de oxigênio nos cantos e íons de hidrogênio ao seu redor. À medida que entra em uma nova fase superiônica, a rede se expande, permitindo que os íons de hidrogênio se movam enquanto os íons de oxigênio permanecem no lugar. Parece uma rede sólida de oxigênio localizada em um oceano de átomos de hidrogênio flutuantes ”, comentou um dos cientistas sobre o experimento.
Observa-se que o gelo superiônico existe não apenas em planetas distantes, mas também na Terra. Segundo os cientistas, ela desempenha um determinado papel na manutenção do campo magnético do nosso planeta, que protege a superfície terrestre da radiação cósmica. Planetas como Marte ou Mercúrio não têm campo magnético, o que os torna suscetíveis aos efeitos agressivos da radiação cósmica e outros fatores. Os cientistas acreditam que o estudo do gelo superiônico pode desempenhar um papel importante na busca por planetas nos quais a vida possa existir.
2021-10-31 07:42:21
Autor: Vitalii Babkin