Суперионный океан на Нептуне
Суперионный океан на Нептуне На Нептуне плещется суперионный океан?
Химикам удалось экспериментально воспроизвести условия, в каких вода может существовать на планетах-гигантах. Оказалось, что она при всем этом перебегает в отменно новое состояние – суперионное.
По современным представлениям, на планетах-гигантах есть максимально экстремальные условия — температура может достигать 1000 градусов Цельсия, а давление — более чем в 100 тыс. раз превосходить земное. В схожих критериях обыденное вещество обретает особенные, непохожие на земные, характеристики. Как оказывается, вода — не исключение.
Ранее уже предсказывалось, что она может существовать не в обычных нам агрегатных состояниях — к примеру, в водянистом либо жестком, а в особенном состоянии, нареченном «суперионным». При всем этом атомы кислорода сохраняют свое положение, другими словами ведут себя как «замороженные», а атомы водорода «носятся» вокруг их с большими скоростями.
Как докладывает Nature, группа Лоренса Фрайда (Lourence Fried) из государственной ливерморской лаборатории в Калифорнии попробовала экспериментально получить суперионную воду в земных критериях. Для моделирования давления капелька воды сжималась особым прессом меж 2-мя алмазами, нагрев осуществлялся инфракрасным лазером. Мониторинг состояния, в каком находилась вода, осуществлялся по частоте молекулярных колебаний. На определенном шаге частота эта резко, скачком, поменялась, что свидетельствовало оnbsp; переходе воды в отменно другое агрегатное состояние. «Эти наблюдения позволяют найти границы фазовых переходов, но сказать, что конкретно происходит по другую сторону границы, мы не в можем», — объяснил г-н Фрайд.
Для решения этой задачки ученые пользовались способами компьютерного моделирования. Для сотворения модели поведения 60 атомов, находящихся в суперионном состоянии, потребовалось несколько недель расчетов на компьютере, вычислительные способности которого соответствовали приблизительно 1 тыс. обыденных ПК.
Анализ результатов моделирования показал, что с ростом давления и температуры молекулы воды разрушаются, образуя немолекулярную структуру с плотностью, превосходящей плотность обыденного водяного льда. Кроме этого, вода становится суперионной. «Представить схожее состояние тяжело, — комментирует г-н Фрайд. — Можно считать, что в нем появляется фиксированная кристаллическая решетка из атомов кислорода, в то время как атомы водорода могут свободно передвигаться по ней». Если такую воду поместить на Земле в обыденные условия, она взорвется. В то же время на планете-гиганте она будет высокопрочна, как железо, и сиять от нагрева ярко-желтым светом.
«Полагаю, что данная работа очень любопытна, а тот факт, что математические расчеты были подкреплены тестом, делает ее полностью правдоподобной», — считает Расселл Хэмли (Russell Hemley), занимающийся вопросами химии больших давлений в геофизической лаборатории института Карнеги в Вашингтоне. При всем этом, добавляет он, лучше было бы узреть более прямые подтверждения существования воды в лабораторных критериях в суперионном состоянии. Сам Лоренс Фрайд согласен с ним в этом. В текущее время его группа ведет работу над измерением теплопроводимости новейшей формы вещества, что позволит еще лучше осознать его особенности.
«Если суперионная вода и по правде существует на планетах-гигантах в Солнечной системе, — размышляет он,тогда конкретно эту форму воды следует считать более всераспространенной. Более того, суперионная вода на теоретическом уровне должна владеть очень высочайшей электропроводностью, что может разъяснить природу массивных магнитных полей у планет-гигантов — к примеру, Урана либо Нептуна».
CNews.ru