Uzay bilimine ışık tutacak keşif: 2 bin derecede yeni buz türü

Fransa Alternatif Enerjiler ve Atom Enerjisi Komisyonundan fizikçi Alexis Forestier liderliğindeki araştırmacılar, suyun aşırı basınç ve sıcaklık altında yeni bir kristal yapısını laboratuvar ortamında gözlemlemeyi başardı.

Sıradan koşullarda gaz fazına geçmesi veya atomlarına ayrışması beklenen su, yüksek basınç altında genleşemediği için egzotik bir hal alıyor. Bilim insanları, elmas örsler ve lazer ısıtma teknikleri kullanarak su örneklerini 2,3 milyon atmosfer basınca (230 gigapaskal) ve 2 bin 630 kelvin (yaklaşık 2 bin 357 derece) sıcaklığa maruz bıraktı.

Synchrotron X-ışını tahlilleriyle incelenen suyun, "süperiyonik" özellik gösteren ve "altıgen sıkı düzen" (hcp) olarak adlandırılan kristal yapıya geçtiği saptandı.

Oksijen sabit kalırken hidrojen hareket ediyor: Süperiyonik buz, ne tam katı ne de tam sıvı kabul edilen egzotik bir madde hali olarak tanımlanıyor. Bu yapıda oksijen atomları katı bir kristal kafes içinde sabit kalırken, hidrojen çekirdekleri sıvılarda olduğu gibi serbestçe hareket ediyor.

Daha önce yüzey merkezli kübik (fcc) yapıda gözlemlenen süperiyonik buzun, basınç ve sıcaklık yükseldikçe katman değiştirerek hcp yapısına dönüştüğü tespit edildi. Deneylerde 155 gigapaskal basınç ve 2 bin kelvin sıcaklıkta karma bir yapı görülürken, 219 gigapaskal ve 2 bin 630 kelvinde hcp yapısının tamamen baskın hale geldiği bildirildi.

Urganus ve Neptün modellerini değiştirebilir: Keşfedilen bu yeni kristal yapının Uranüs ve Neptün gibi buz devi gezegenlerin iç yapısını anlamada kritik rol oynayabileceği belirtiliyor.

Aşırı basınçlı gezegen içlerinde bulunduğu tahmin edilen süperiyonik buzun iletkenlik ve mekanik özelliklerinin, bu gezegenlerin karmaşık ve dengesiz manyetik alanlarının oluşum süreçlerine ışık tutabileceği ifade ediliyor. Araştırmanın sonuçları Physical Review Letters dergisinde yayımlandı.