Физики обнаружили новую тетрагональную фазу водного льда

Новая кристаллическая форма водяного льда была обнаружена при высоком давлении в переходах между фазами.

Он называется Ice-VII t и возникает, когда вещество скользит между двумя уже известными кубическими расположениями молекул. Хотя маловероятно, что Ice-VII t естественным образом появится на поверхности Земли, он может рассказать больше о том, как ведет себя вода в огромных инопланетных мирах.

Чтобы изучить переходы между фазами льда, группа физиков под руководством Зака ​​Гранде из Университета Невады в Лас-Вегасе провела эксперименты со льдом высокого давления. Для этого использовалась новая техника для измерения свойств льда при приложении давления.

Исследователи выжали образец воды в алмазной наковальне, заставив ее замерзнуть в виде мешанины кристаллов. Лазеры использовались, чтобы нагреть образец, расплавив его перед повторным замораживанием в порошкообразный набор кристаллов.

Постепенно повышая давление в наковальне с помощью периодических импульсов лазера, исследователи создали Ice-VII и вели наблюдения за его переходом в Ice-X. Между тем, благодаря новой методике измерения они наблюдали новую промежуточную фазу, Ice-VII t.

На этом этапе кубическая решетка Льда-VII растягивается вдоль одного из своих векторов. Прежде чем перейти в симметричную, полностью упорядоченную кубическую структуру льда-X, структура расширяется в прямоугольную форму с кубическим основанием, то есть возникает тетрагональное расположение.

Команда показала, что Ice-X может формироваться при гораздо более низком давлении, чем считалось ранее. Лед-VII образуется примерно при 3 гигапаскалях; то есть 30 000 атмосферных давлений. По наблюдениям команды, переход в Ice-VI происходит на отметке 5,1 гигапаскалей.

Предыдущие отчеты устанавливали переходное давление для Ice-X между 40 и 120 гигапаскалями. Однако Гранде и его команда наблюдали переход между Ice-VII t и Ice-X, происходящий на уровне около 30,9 гигапаскалей. По словам команды, это должно помочь разрешить споры о давлении перехода на Ice-X.

Исследование команды было опубликовано в Physical Review B.

Источник: sciencealert.com