Cel mai mare laser cu raze X din lume a descoperit un tip de gheață nemaivăzut până acum

O echipă de cercetători a reușit să creeze un tip de gheață nemaivăzut până acum: o gheață care rămâne solidă la temperatura camerei.

Acest tip de gheață nemaivăzut până acum, denumit gheața XXI, a fost obținută prin comprimarea extremă a apei între două diamante, până când aceasta a devenit metastabilă, adică aflată într-o stare fragilă, predispusă să se destrame la cea mai mică perturbare.

• O eroare în măsurarea supernovelor ar putea duce la rezolvarea misterului energiei întunecate
• O hartă genetică a bolii Alzheimer dezvăluie, în premieră, activitățile ascunse ale genelor

Experimentul a fost realizat cu ajutorul European X-Ray Free-Electron Laser (XFEL), cel mai puternic laser cu raze X din lume, care le-a permis cercetătorilor să observe în detaliu transformarea structurală a apei. Sub aceste presiuni uriașe, moleculele de H₂O au trecut dintr-o stare de densitate mare într-una de densitate foarte mare, formând o structură solidă complet nouă.

Rezultatele, publicate în revista Nature Materials, ar putea avea implicații importante pentru explorarea spațială, oferind indicii despre felul în care gheața s-ar putea forma pe luni și planete îndepărtate.

A fost descoperit un tip de gheață nemaivăzut până acum

„Descoperirile noastre sugerează că pot exista mai multe faze metastabile ale gheții la temperaturi ridicate și că acestea ar putea ajuta la înțelegerea compoziției lunilor înghețate”, a explicat Rachel Husband, cercetătoare postdoctorală la centrul german DESY.

Gheața XXI este a 21-a fază de gheață descoperită până acum, alături de forme exotice precum gheața XIX, cu cristale tetragonale, sau gheața superionică, capabilă să reziste la temperaturi asemănătoare celor de pe stele. Structura unică a moleculei de apă, cu atomii săi de hidrogen dispuși în formă de „V”, permite formarea unui număr mare de tipuri de gheață, de la structuri ordonate până la variante amorfe, scrie LiveScience.

Un nou mod de a înțelege Universul

De obicei, cercetătorii obțin noi forme de gheață prin aplicarea presiunii asupra apei la temperaturi scăzute, când mișcarea moleculară este redusă. În acest caz însă, experimentul s-a desfășurat la temperatura camerei (22°C), folosind un dispozitiv care profită de duritatea diamantului pentru a exercita presiuni imense. Apa a fost comprimată până la de 20.000 de ori presiunea atmosferică, determinând moleculele să se aranjeze într-o rețea compactă, solidă.

Cu ajutorul laserului XFEL, cercetătorii au urmărit reacția la fiecare microsecundă, observând cum apa se cristaliza și se decristaliza de peste o mie de ori în cadrul experimentului. „Am descoperit mai multe căi de cristalizare a apei, în timp ce era comprimată și decomprimată rapid”, a explicat Geun Woo Lee, de la Institutul Coreean de Standarde și Știință.

Această descoperire deschide calea spre înțelegerea noilor forme de materie și oferă indicii despre comportamentul apei în condițiile extreme existente în interiorul planetelor gigantice sau pe luni înghețate precum Europa și Ganymede.

Vă recomandăm să citiți și:

Cercetătorii ar fi detectat o gaură de vierme dintr-un univers paralel

Cercetătorii au rezolvat misterul unui crater vechi de peste de 40 de milioane de ani

Diamantele aflate la 470 km adâncime dezvăluie chimia ascunsă a Pământului

Astronomii au urmărit o nebuloasă planetară de-a lungul a 130 de ani de evoluție