Пластичен лед: Новото екзотично състояние на водата, разкрито от науката

Учените са установили, че освен традиционните три състояния на водата – течно, твърдо и газообразно – съществува и четвърто, наречено пластичен лед или Plastic Ice VII.

Това екзотично състояние на водата се формира при изключително висока температура и налягане – условия, характерни за определени региони в Слънчевата система, съобщава Interesting Engineering.

„Пластичните фази представляват хибридни състояния, които комбинират характеристиките както на твърдите вещества, така и на течностите. В пластичния лед водните молекули се подреждат в твърда кубична решетка, както при обикновения лед, но същевременно извършват ротационно движение в рамките на пикосекунди, което напомня поведението на течната вода“, обяснява ръководителят на изследването Ливия Елеоноре Бове от Френския национален център за научни изследвания (CNRS).

Идеята за съществуването на пластичен лед беше теоретично предсказана още преди 15 години чрез компютърни симулации, разработени от учени от Института Laue-Langevin (ILL) във Франция. Въпреки това едва сега, благодарение на напредналите неутронни спектрометри и специализираната апаратура, необходимите условия за доказване на тази хипотеза бяха успешно възпроизведени и експериментално потвърдени.

За анализа на структурата и поведението на водните молекули в това необичайно състояние изследователите използват метода на квазиеластичното неутронно разсейване (QENS). Установено е, че движението на молекулите е доста по-сложно от предвиденото в предишни модели – те не само се въртят произволно, а следват строго определен четирикратен модел. Учените също се опитват да разберат процеса, при който обикновеният лед преминава в пластична форма.

Тези открития могат да дадат важен принос за изследването на друга загадъчна фаза – суперйонна вода, която притежава уникални физични свойства. Според учените пластичният лед и суперйонната вода вероятно играят съществена роля при формирането на вътрешните структури на някои небесни тела, например луните на Юпитер (Ганимед и Калисто) и гигантските планети, включително Уран и Нептун.