Немного лед, немного жидкость: ученые открыли новое состояние воды — пластичное

Фото: Getty Images

Всем известно о трех состояниях воды: твердом, жидком и газообразном. Но ученые выяснили, что существует еще т. н. экзотический, или пластичный, лед Plastic Ice VII, который формируется в других частях Солнечной системы под воздействием высоких температуры и давления, пишет Іnteresting engineering.

"Пластичные фазы - это гибридные состояния, которые сочетают свойства как твердых тел, так и жидкостей. В пластичном льду молекулы воды образуют жесткую кубическую решетку, как во льду, но проявляют пикосекундное вращательное движение, напоминающее жидкую воду", - пояснила руководитель исследований Французского национального центра научных исследований CNRS Ливия Элеонора Бове.

Издание пишет, что еще более 15 лет назад ученые Института Лауэ-Ланжевен (ILL) во Франции с помощью компьютерного моделирования предсказали, что пластичный лед может образовываться в экстремальных условиях. Исследователи использовали современные нейтронные спектрометры и специальное оборудование, чтобы воссоздать экстремальные условия высокой температуры и давления, необходимые для образования пластичного льда.

Теперь же благодаря квазиупругому рассеиванию нейтронов (QENS) ученые смогли исследовать структуру и динамику молекул воды в этом экзотическом состоянии. Выяснилось, что движение молекул в пластичном льду является более сложным, чем ранее предполагалось компьютерным моделированием.

Дальнейшее компьютерное моделирование в сочетании со статистическим методом под названием "анализ цепи Маркова" дало более точное понимание того, как ведут себя молекулы воды в пластичном льду. Как показало моделирование, вместо того, чтобы свободно вращаться, молекулы склонны вращаться по определенной четырехкратной схеме.

Ученые также исследуют переход между обычным льдом и пластичным льдом. Понимание этого перехода может дать подсказки о еще одной экзотической фазе - суперионной воде.

"Предполагается, что этот переход будет либо первого порядка, либо непрерывным, в зависимости от используемого метода моделирования", - пояснила Бове.

Эти экзотические формы пластичного льда и суперионной воды могут быть ключевыми для понимания некоторых ледяных миров в нашей Солнечной системе, таких как спутники (Ганимед и Каллисто) и планеты (Уран и Нептун), считают ученые.

Предполагается, что эти экзотические формы воды могут составлять значительные части недр небесных светил.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ATinform