5000℃高溫下超離子水冰首次“現形”

據英國《獨立報》官網6日報道，美國科學家在5000℃高溫下，首次創造了一種奇特的水態，稱為“超離子水冰”。研究人員認為，這種物質是太陽系中遙遠行星結構的關鍵組成部分，這一成果或有助於研究海王星和天王星的磁場。

科學家早在1988年就預測了這種物質的存在，數學模擬似乎也証明了其存在，這是首次在實驗室獲得這一物質。

該研究負責人、勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的物理學家馬裡烏斯·米洛博士解釋說，他們使用了一種名為“激光驅動沖擊壓縮”的技術，不僅確認了這一物質的存在，還驗証了有關海王星和天王星等行星含有這些物質的預測。研究發表在最新一期《自然·物理學》雜志上。

普通的冰由水分子組成，這些水分子連接起來形成固體﹔而超離子水冰由離子（帶正或負電荷的原子）組成。具體來說，其結構由氧離子形成的固體晶體和流過其中的氫離子組成。與普通冰不同，超離子水冰要在極高溫度和壓力下才能形成。

在實驗中，研究人員先碾碎位於兩塊鑽石之間的冰塊，然后發射激光以進一步增加壓力和熱量，在接近5000℃的高溫和兩倍大氣壓的高壓下，他們看到了一塊超離子水冰形成並融化的証據，整個實驗歷時10—20納秒。

雖然超級離子水冰在地球上任何地方都找不到，但可能在天王星和海王星內部大量存在，這些行星內部的高溫和高壓與米洛團隊在實驗中創造出的類似。

有科學家指出，遙遠行星內部存在這種物質，或許可以解釋它們不尋常的磁場。

研究人員表示，他們下一步計劃確定超離子水冰中發現的氧晶體結構。（記者 劉霞）