Shkencëtarët zbulojnë një fazë të re të akullit me densitet të lartë dhe ultra të nxehtë
Planetët e jashtëm të sistemit tonë diellor, Urani dhe Neptuni, janë gjigantë gazi të pasur me ujë. Këta planetë kanë presione ekstreme 2 milionë herë më të larta se atmosfera e Tokës. Ato kanë gjithashtu ambiente të brendshme të nxehta sa sipërfaqja e diellit. Në këto kushte, uji shfaq faza ekzotike akulli me densitet të lartë.
Studiuesit vëzhguan së fundmi një nga këto faza, të quajtur Ice XIX, për herë të parë duke përdorur lazer me fuqi të lartë për të riprodhuar kushtet e nevojshme ekstreme . Ata matën strukturën Ice XIX duke përdorur instrumentin Matter at Extreme Conditions në Burimin Koherent të Dritës Linac, një strukturë pioniere lazer me rreze X, për të treguar se atomet e oksigjenit grumbullohen në një strukturë kubike me qendër trupin, ndërsa atomet e hidrogjenit lëvizin lirshëm si një lëng, duke rritur në mënyrë dramatike përçueshmërinë. Punimi i tyre u botua në Scientific Reports .
Voyager II, një anije kozmike për eksplorimin e sistemit diellor të NASA-s, e nisur në vitin 1977, mati fusha magnetike shumë të pazakonta rreth Uranit dhe Neptunit. Shkencëtarët konsideruan gjendjet ekzotike të të ashtuquajturit akull superionik si një shpjegim të mundshëm për shkak të rritjes së përçueshmërisë elektrike të këtyre shteteve . Kjo punë demonstron ekzistencën e fazës XIX të Akullit të pazbuluar më parë. Ajo tregon se kjo fazë mund të formohet në thellësitë e duhura dhe të ndihmojë në shpjegimin e të dhënave magnetike të Voyager II.
Uji, një përbërës që është i kudondodhur në sistemin tonë diellor dhe i nevojshëm për jetën, shfaq një diagramë jashtëzakonisht komplekse fazore presion-temperaturë me 18 faza kristalore të akullit të identifikuara tashmë. Askund nuk janë fazat e dendura të akullit më të rëndësishme sesa në brendësi të gjigantëve të gazit si Urani dhe Neptuni. Shkencëtarët supozojnë se fushat magnetike komplekse të këtyre planetëve prodhohen nga gjendje ekzotike me presion të lartë të akullit të ujit me veti superionike. Megjithatë, struktura e akullit në këto kushte ekstreme është jashtëzakonisht sfiduese për t’u matur.
Duke përdorur instrumentin Matter at Extreme Conditions në Burimin Koherent të Dritës Linac, një lazer ultra të shpejtë me elektron të lirë me rreze X dhe një objekt përdoruesi të Zyrës së Shkencës të Departamentit të Energjisë (DOE), për të hetuar strukturën e akullit gjatë kompresimit dinamik të drejtuar nga lazer, studiuesit zbuluan . dëshmia e parë e drejtpërdrejtë e një faze të re të akullit të ujit me densitet të lartë dhe ultra të nxehtë.
Në 200 GPa (2 milionë atmosfera) dhe 5,000 K (8,500°F) kjo fazë e re e akullit me presion të lartë, e quajtur Ice XIX, ka një strukturë rrjetë kubike (BCC) me qendër trupin. Megjithëse strukturat e tjera janë teorizuar të jenë të qëndrueshme në këto kushte, struktura BCC e Ice XIX do të mundësonte një rritje të përçueshmërisë elektrike shumë më thellë në brendësi të gjigantëve të akullit sesa mendohej më parë.
Rezultatet ofrojnë një origjinë të rëndësishme dhe bindëse të fushave magnetike shumëpolare të matura nga anija kozmike Voyager II për Uranin dhe Neptunin.