此前研究人員使用沖擊波創(chuàng)造了這種怪異的冰結(jié)構(gòu),但僅 20 納秒就融化了,這項(xiàng)最新實(shí)驗(yàn)標(biāo)志著科學(xué)家首次創(chuàng)造出持續(xù)時(shí)間足夠長(zhǎng)的穩(wěn)定超音速冰,10 月 14 日《自然物理學(xué)》雜志發(fā)表了該項(xiàng)研究報(bào)告。美國(guó)芝加哥大學(xué)地球物理學(xué)家比塔利?普拉卡蓬說(shuō):“這是一個(gè)驚喜,每個(gè)人都認(rèn)為該狀態(tài)水物質(zhì)很難復(fù)制,必須在更高的壓力條件下才能形成。”液體、蒸汽和冰是水最常見的狀態(tài),但水分子也可以形成代表不同結(jié)構(gòu)的其他排列,事實(shí)上,科學(xué)家已確定了水冰的 20 個(gè)狀態(tài) —— 在不同溫度和壓力下,氫原子和氧原子會(huì)以不同方式結(jié)合在一起。
最新發(fā)現(xiàn)的“超離子導(dǎo)體冰”是冰的第 18 個(gè)狀態(tài),也是迄今為止發(fā)現(xiàn)最特殊的冰結(jié)構(gòu)之一,因?yàn)槠溲踉釉谒枪腆w時(shí)被鎖定,但其氫原子脫離電子后成為離子,原子核因此剝奪了它們的電子,因此帶有正電,可以像液體一樣自由穿過(guò)冰。
普拉卡蓬說(shuō):“人們可以想象一個(gè)立方體,氧原子是立方體的固體點(diǎn)位,彼此由氫原子連接,最終形成一個(gè)立方體晶格,當(dāng)它轉(zhuǎn)變成超離子狀態(tài)時(shí),晶格會(huì)膨脹,允許氫原子四處移動(dòng),而氧原子則保持穩(wěn)定位置,這有點(diǎn)像漂浮在氫原子海洋中的固體氧晶格。這些游動(dòng)的氫原子以一種可預(yù)測(cè)的方式阻止光線穿過(guò)冰層,從而使冰層呈現(xiàn)黑色。”