Tutkijoiden mukaan superioninen jää voi sisältää Uranuksen ja Neptunuksen suolistossa.
Amerikkalaiset fyysikot Livermoren kansallisesta laboratoriosta ovat saaneet uuden aineen muodon, jota kutsutaan superioniseksi jääksi. Sitä löytyy jäisiltä jättiläis planeetoilta, kuten Uranus tai Neptune. Tästä kerrotaan artikkelissa, joka julkaistiin Nature Physics -lehdessä.
Kuten tiedät, vesi on yksinkertainen molekyyli, joka koostuu vain kolmesta atomista: kahdesta vetyatomista ja happiatomista, jotka ovat sitoutuneet toisiinsa V-muotoon. Kun useita vesimolekyylejä tulee yhteen, niiden kollektiivinen rakenne voi muuttua sen mukaan, missä tilassa ne ovat. Esimerkiksi jäätymisen aikana ne yhdistyvät jäykkään kidehilaan, joka on tilavampi ja vetyionit liikkuvat vapaasti sitä pitkin.
Niin kutsuttu superioninen jää ennustettiin ensin 30 vuotta sitten, ja sen uskotaan olevan olemassa jäällä peitetyillä planeetoilla. Veden rakenteellisia ominaisuuksia tutkineet tutkijat ovat löytäneet lähes 20 erilaista jääkiteiden ristikkorakennetta, joissa vesimolekyylit voivat olla epäjärjestyksellisiä heksagonaalisiin ja kuutioihin.
Superioniset jäämolekyylit on järjestetty niin tiheästi, että niiden happiatomit muodostavat jäykän hilan. Sen jälkeen positiivisen varauksen sisältävät vetyatomit virtaavat vapaasti sen läpi kuin neste. Ja laskevat vetyionit voivat myös kuljettaa sähkövirran.
Superionisen jään luomiseksi tutkijat panivat laboratorion lehdistötiedotteen mukaan kerrokseen kuutiomuunnelman, jota kutsuttiin jääksi VII kahden timanttisillan välillä 2,5 gigapaskalin ja huoneenlämpötilassa. Paineistettu jää teki sitten hiihtomatkan matkalaukkuissa saavuttaakseen Rochesterin yliopiston laserenergialaboratorion New Yorkissa. Siellä näyte altistettiin hetkeksi kuudelle ultraviolettisäteelle iskuaallon luomiseksi. Kun aallonrintama eteni pienellä alueella jäätä, syntyi äärimmäisiä fysikaalisia olosuhteita, jotka olivat sopivia vaihesiirtymään superioniseen tilaan. Paine niissä saavutti 100-300 gigapaskalia. Koe tunnustettiin lopulta menestykseksi.
Jään avoimen muodon ominaisuudet selittävät joitain ilmiöitä joillakin aurinkokunnan planeetoilla, kuten Uranuksella ja Neptunuksella. Jää jättiläisinä näiden kahden planeetan uskotaan kantavan vaipansa suuria määriä superionista jäätä. Jatkossa tämä todennäköisesti auttaa selittämään, miksi heillä on niin epätavallisia magneettikenttiä.
"Kun joku alkaa testata tällaisia ennusteita, se antaa toivoa, että tutkimuksen tulokset saavat tutkijat ajattelemaan uusien materiaalien kehittämistä", tutkijat totesivat.
Mainosvideo:
GRIGORY PUSHKAREV