Stworzyli lód, który zachowuje się jak ciecz. Zdradzi największe astronomiczne sekrety

Chodzi o hybrydowe stany skupienia, określane mianem egzotycznych. Do poznawania ich tajemnic naukowcy wykorzystują spektrometry neutronowe. Cechą wyróżniającą tę substancję jest fakt, że w tych samych warunkach wykazuje ona strukturę przypominającą ciało stałe, jak i ruch cząsteczkowy charakterystyczny dla cieczy.

Czytaj też: U wybrzeży Japonii wykryto zagadkowe struktury na dużej głębokości. Są związane z formami życia

Na pierwszy rzut oka może się to wydawać sprzeczne z intuicją, wszak jesteśmy przyzwyczajeni do trzech podstawowych stanów skupienia, czyli ciekłego, stałego i gazowego. Kiedy jednak warunki temperatury i ciśnienia zostaną sprowadzone do ekstremum, to może się to zakończyć całkowitą zmianą sytuacji. W konsekwencji pojawią się egzotyczne stany skupienia, które znalazły się w centrum zainteresowania naukowców odpowiedzialnych za publikację dostępną w Nature.

Badacze ci korzystali ze sprzętu znajdującego się w Institut Laue-Langevin. To, co udało im się uwiecznić, określają teraz mianem plastycznego lodu VII. Przewidywania dotyczące jego istnienia pojawiły się 15 lat temu, lecz potrzeba było sporo czasu, aby zebrać twarde dowody. 

Pozyskany w toku eksperymentów lód z jednej strony przypomina swoim zachowaniem ciało stałe, by pod innym względami przywodzić na myśl ciecz

Jak wyjaśniają autorzy ostatniego przełomu, cząsteczki wody tworzą w takim materiale sztywną sieć sześcienną, ale jednocześnie szybko się obracają, co przypomina zachowanie wody w stanie ciekłym. W toku prowadzonych eksperymentów ich autorzy modyfikowali temperaturę oraz ciśnienie. Tym sposobem udało im się zidentyfikować wodę ciekłą, w której cząsteczki poruszają się swobodnie, stały lód, w którym nie występuje ruch oraz lód plastyczny VII. Ten ostatni jest stanem pośrednim, cechującym się występowaniem sztywnej struktury cząsteczek przy ich jednoczesnym obracaniu.

Czytaj też: Chińczycy odtworzyli materiał znaleziony w meteorycie. Nowy superdiament jest wyjątkowo wytrzymały

Dzięki wykorzystaniu zaawansowanych narzędzi badawczych członkowie zespołu badawczego byli w stanie stwierdzić, że dynamika molekularna opisywanego lodu okazuje się nawet bardziej rozbudowana niż się wydawało. Wyciągnięte na tej podstawie wnioski powinny zapewnić świeże spojrzenie na kwestie dotyczące wewnętrznej struktury i przepływu w lodowych księżycach, takich jak Ganimedes i Kallisto. Mogłoby to również dotyczyć planet pokroju Urana i Neptuna.