Дослідники повідомляють про відкриття 21-ї форми льоду, яку вони назвали «Лід XXI». На відміну від звичайного крижання при 0 °C, ця фаза утворюється лише під надзвичайно високим тиском — у понад 20 000 разів вищим за атмосферний, пише Live Science.
Умови експерименту
Вчені помістили краплю води між двома алмазними наковаленями та поступово підвищували тиск. Одночасно дослідники застосували потужний пучок рентгенівського лазера на вільних електронах — найбільшого в світі — щоб відслідковувати внутрішню перестройку молекул в реальному часі. Результати експерименту опубліковані в журналі Nature Materials.
Різноманіття фаз льоду
До сьогодні було відомо двадцять кристалічних і аморфних фаз води (позначених римськими цифрами від I до XX). Звичний нам побутовий лід — це Лід I. Інші фази виявлені, наприклад, на Нептуні («Лід XVIII»). Тиск і температура визначають, яка саме форма набуває переваги, що демонструє неймовірну гнучкість молекулярної структури води.
Особливості Льоду XXI
Новий льод має тетрагональну кристалічну ґратку, в якій повторювані блоки складаються з 152 молекул води. Таке «упакування» молекул робить його стійким при звичайній кімнатній температурі (приблизно +22 °C), але лише за збереження екстремального тиску.
Метастабільність і перспективи
«Лід XXI» називають надстислим і відзначають його метастабільність — він може існувати деякий час навіть після зняття більшої частини тиску. Дослідники припускають, що подібні екзотичні фази можуть зустрічатися на крижаних супутниках чи планетах Сонячної системи. Наступний крок — вивчити, наскільки довго «Лід XXI» здатен залишатися твердим у лабораторних умовах і чи можна його застосувати в матеріалознавстві або для моделювання планетарних надр.
Це відкриття розширює наше розуміння властивостей води і відкриває нові горизонти для досліджень в області фізики високих тисків і планетології.