უცნაური ამბები ხდება პლანეტების წიაღში, სადაც ნაცნობი მასალები ექვემდებარება ექსტრემალურ წნევასა და სიცხეს.

სავარაუდოდ, დედამიწის ბირთვში რკინის ატომები "ცეკვავენ". ხოლო ცხელი, შავი, მძიმე ყინული — რომელიც ერთდროულად მყარიც არის და თხევადიც — ყალიბდება წყლით მდიდარ გაზის გიგანტებში, ურანსა და ნეპტუნში.

ხუთი წლის წინ, მეცნიერებმა ეს ეგზოტიკური ყინული პირველად შექმნეს. მას სახელად სუპერიონური ყინული უწოდეს. პირველად ეს ლაბორატორიულ ექსპერიმენტებში მოხდა, ხოლო ოთხი წლის წინ მისი არსებობა კრისტალურ სტრუქტურაში დადასტურდა.

ამის შემდეგ, გასულ წელს, აშშ-ის უნივერსიტეტის მკვლევრებმა კალიფორნიის სტენფორდის ხაზოვანი ამაჩქარებლის ცენტრის ლაბორატორიაში (SLAC) სუპერიონური ყინულის ახალი ფაზა აღმოაჩინეს.

მათი აღმოჩენა აღრმავებს ჩვენს გაგებას იმის შესახებ, თუ რატომ აქვთ ურანსა და ნეპტუნს ასეთი არასტაბილური მაგნიტური ველები მრავალი პოლუსით.

ჩვენი ყოველდღიური გარემოდან გამომდინარე შეიძლება იფიქროთ, რომ წყალი მარტივი, იდაყვის ფორმის მოლეკულაა, რომელიც წყალბადის ორ ატომთან დაკავშირებლი ჟანგბადის ატომებისგან შედგება. შესაბამისად, შეიძლება მივიჩნიოთ, რომ წყლის გაყინვისას ისინი დაფიქსირებულ მდგომარეობაშია.

ამის საწინააღმდეგოდ, სუპერიონური ყინული უცნაურად განსხვავებულია და, მიუხედავად ამისა, შეიძლება სამყაროში წყლის ყველაზე გავრცელებულ ფორმას წარმოადგენდეს. ის სავარაუდოდ ავსებს არა მხოლოდ ურანისა და ნეპტუნის წიაღს, არამედ სხვა მსგავსი ეგზოპლანეტებისასაც.

ამ პლანეტებს დედამიწის ატმოსფეროზე 2 მილიონჯერ უფრო ექსტრემალური წნევა აქვთ. ისინი შიგნიდან ისეთივე ცხელია, როგორც მზის ზედაპირი. სწორედ აქ გვხვდება წყლის უცნაურობები.

მეცნიერებმა 2019 წელს დაადასტურეს ის, რაც ფიზიკოსებმა ჯერ კიდევ 1988 წელს იწინასწარმეტყველეს. საუბარია სტრუქტურაზე, რომელშიც სუპერიონური ყინულის ჟანგბადის ატომები ჩაკეტილია მყარ კუბურ ბადეში, იონიზებული წყაბადის ატომები კი თავისუფლდებიან. შესაბამისად, ისინი ბადეში ისე დაცურავენ, როგორც ელექტრონები ლითონში.

ეს სუპერიონურ ყინულს გამტარ თვისებებს აძლევს. ის ასევე ამაღლებს დნობის წერტილს ისე, რომ გაყინული წყალი ფორმას მაღალ ტემპერატურაზეც ინარჩუნებს.

ახალ კვლევაში, ფიზიკოსმა არიანა გლისონმა სტენფორდის უნივერსიტეტიდან და მისმა კოლეგებმა ალმასის ორ ფენას შორის მოქცეული წყლის თხელი ფენა ძლიერი ლაზერით "დაბომბეს".

შედეგეად, წარმოქმნილმა ტალღებმა წნევა 200 გიგაპიქსელამდე გაზარდა, ტემპერატურა კი 4 704 გრადუს ცელსიუსზე ავიდა.

"წყალით მდიდარი ნეპტუნის მსგავსი ეგზოპლანეტების ბოლოდროინდელი კვლევები წყლის ფაზური დიაგრამის უფრო დეტალურ გააზრებას მოითხოვს. გვჭირდება ისეთი ტემპერატურები, რომლებიც ამ პლანეტების წიაღს შეესაბამება", — განმარტავენ გლისონი და მისი კოლეგები.

კვლევამ დაადასტურა, რომ ყინულის კრისტალები ყინულის ახალი ფაზაა, რომელიც სუპერიონური ყინულისგან განსხვავებულია. ახლად აღმოჩენილს ყინული XIX უწოდეს.

გლისონი და მისი კოლეგები მიიჩნევენ, რომ სუპერიონური ყინულის ფენის გაძლიერებული გამტარობა ხელს შეუწყობს ურანისა და ნეპტუნის მსგავსი მკვეთრი, მრავალპოლარული მაგნიტური ველების წარმოქმნას.

კვლევა Scientific Reports-ში გამოქვეყნდა.