Bilimin harika yanı, ne kadar çok öğrenirseniz, en temel gerçekleri bile o kadar çok sorgulamanızdır. Okula gitmeden önce buharın sıcak, buzun soğuk olduğunu biliyoruz. Güneş Sistemi’nde, insanın yakınlığına uygun olduğunu düşündüğümüzden çok daha sıcak bir tür su buzu olduğu ortaya çıktı.
Maddenin çok sayıda evresi vardır, ancak çoğunlukla deneyimlediğimiz üç evreye bağlı kalırız: katı, sıvı ve gaz. Bir maddeyi birinden diğerine değiştirmenin sadece sıcaklık değişiklikleri gerektirdiğini düşünmeye alışkınız. Ancak Dünya’da kolayca göz ardı edebileceğimiz başka bir değişken daha var: basınç.
Buz devleri Neptün ve Uranüs’ün içindeki “buz” sıcaktır, yoğundur ve ezici basınçlara maruz kalır. Bu aynı zamanda neden bu kadar olağandışı manyetik alanlara sahip olduklarını da açıklayabilir. Ancak ziyaret etmek ve örnek almak imkansız olduğundan bilim insanları bir sonraki en iyi şeyi yaptılar: koşulları laboratuvarda yeniden yarattılar.
Dünya’da basınç aşağı yukarı sabittir. Deniz seviyesinde veya bir dağın tepesinde suyu kaynatmak için gereken sıcaklıkta küçük bir fark olduğunu fark edebiliriz, ancak kim kahve veya makarnayı termometreyle yapıyor?
Daha düşük basınçlar daha düşük kaynama noktalarına yol açar ve bunun tersi de doğrudur. Büyük basınçlar altında, donma sıcaklıkları daha yüksek olup, aşırı sıcak buzların oluşmasına olanak sağlar.
Alexis Forestier liderliğindeki Fransız Alternatif Enerjiler ve Atom Enerjisi Komisyonu’ndaki (CEA) bilim adamları, buz devlerinin içindeki koşullara benzer şekilde yoğun sıcaklık ve basınç altında heyecan verici bir buz evresi yarattılar. Su, iki hidrojen atomu ve bir oksijen atomundan oluşan bir moleküldür. Bu koşullar altında başına gerçekten tuhaf bir şey gelir.
Buz, buz bebeğim
Aşırı basınç altında buz olur “süperiyonik.” Bu, oksijen atomlarının bir kafes kristali oluşturduğu, elektronlarından arındırılmış hidrojen atomlarının (yani sadece tek protonların) serbestçe aktığı anlamına gelir.
Ultra saf suyun küçük bir örneği, sadece 100 santimetrelik bir alana sıkıştırıldı. 12 mikron. Normal atmosferik basıncın yaklaşık 800.000 katından 2,25 milyon katına kadar basınçlara maruz kaldı. Sıcaklık oda sıcaklığından 2.087°C’ye (3.788,3°F) kadar değişiyordu.
Süperiyonik bir buz fazı üretildi yıllar önce laboratuvarOksijenin yüz merkezli kübik (fcc) olarak bilinen kübik bir kafes içinde olduğu yer. Yeni çalışmada araştırmacılar, çeliği eritmeye yetecek kadar olan 1.527°C’nin (2.780.3°F) üzerindeki bir sıcaklıkta ve 1,6 milyon atmosferlik bir basınçta süperiyonik buzun altıgen sıkı pakete (hcp) dönüştüğünü gösterdi.
Buz devlerinin içinde
Dünya’da lazerle ateş ederken iki elmas örs arasına küçük bir örnek koymamız gerekiyor. Uzayda bu buzların, Uranüs ve Neptün gibi buz devi gezegenlerin iç kısımlarında ve benzer büyüklükteki dış gezegenlerde bulunduğuna inanılıyor.
Görüldüğü gibi eğik ve merkezden kaçan manyetik alanlarının özellikleri nedeniyle içlerinde tuhaf şeyler olduğundan şüphelendik. Gezgin 21980’lerin sonlarında iki gezegenin yanından geçtiğinde.
Bir fikir, bunun, Merkür ve hatta Jüpiter’in yanı sıra Dünya’nın manyetik alanının kaynağı olduğu düşünülen jeodinamodan ziyade, gezegenlerin yüzeylerinin altındaki süperiyonik buzdan akan yükün neden olduğudur.
Kesin ayrıntılar hala yarım yamalak olduğundan bu buzların laboratuvarda yeniden oluşturulması gelecekteki modeller ve gelecekteki keşiflere hazırlanmak için çok önemlidir.
Çalışma dergide yayınlandı Fiziksel İnceleme Mektupları.
News
