Ha a közönséges csapvizet a Föld középpontjában uralkodó extrém nyomásnak tennénk ki, akkor egy érdekes sötét jéggé változna, amely se nem folyékony, se nem szilárd. A tudósok körében is sok kérdés övezi a szuperionikus jeget, melynek pontos tulajdonságai mai napig ismeretlenek. 

Azonban a Chicagói Egyetem és a Carnegie Institution of Washington kutatói áttörést értek el, amikor sikerült mesterségesen, laboratóriumi környezetben előállítani a furcsa anyagot, melynek létrehozásához szélsőséges körülmények kellenek - írja a SciTechDaily. 

Kapcsolódó

Fordítva működik

A szuperionikus jég a vízmolekulák olyan elrendeződése, amely hidrogénnel körülvett oxigénatomok rácsából áll, az előbbi részecskék azonban – nyugalmi állapot helyett – folyamatosan mozognak. Ezért bár technikailag közönséges jégnek számít, voltaképpen mégis olyan, mintha folyadék és szilárd anyag lenne egyben.

A tudósok már korábban bebizonyították, hogy a jégnek különböző formái léteznek: a mostani pedig egy szokatlan fajtája, ugyanis nem alacsony hőmérsékleten képződik. Ezért korábban csak pillanatokra voltak képesek előállítani a pontos szerkezetét, hiszen kizárólag rendkívül magas hőmérsékleten és nyomáson alakulhat ki – mélyen a földfelszín alatt, vagy például a Neptunusz és az Uránusz magjának közelében –, viszont a Nature Physics szaklapban megjelent új tanulmányban megtalálták a módját annak, hogy a halmazállapotát fenntartva vizsgálják az anyagot.

A kísérlet során vizet préseltek gyémántok közé – reprodukálva a bolygók magjában uralkodó intenzív nyomást –, ezután a világ egyik legerősebb lézerével (Advanced Photon Source) átlőttek rajtuk, hogy felmelegítsék a folyadékot. 

Segíthet életet keresni idegen bolygókon

Ami a tudósokat a legjobban meglepte, hogy a szuperionikus jég sokkal kisebb nyomáson jött létre, mint amire eredetileg számítottak: úgy vélték, hogy az előállításhoz legalább 50 gigapascalos terhelésre lesz szükség – ugyanekkora nyomás uralkodik a rakétaüzemanyag belsejében, amikor a felszállás közben elég –, viszont már 20 gigapascal is elegendőnek bizonyult. 

Az eredményeket röntgensugárral vizsgálva megállapították, hogy a jeget egy kevésbé sűrű, fekete színű anyagként kell elképzelni, mivel kicsit másképp lép kölcsönhatásba a fénnyel. 

Ez egy új halmazállapot, ezért alapvetően új anyagként viselkedik.

– nyilatkozta Vitali Prakapenka, a Chicagói Egyetem geofizikusa. 

Érdekesség, hogy a szuperionos jég szerepet játszik a Föld mágneses mezejének fenntartásában, amely – ellentétben a Merkúr-féle kopár planétákkal – védelmet nyújt a kozmikus sugárzással szemben. Emellett a mágneses mezők részben meghatározzák a bolygók élhetőségét, ezért a kutatócsoport szerint segíthet felkutatni azokat az égitesteket, melyeken lehet élet.