10 мая понедельник
СЕЙЧАС +11°С

На Нептуне плещется суперионный океан?

Химикам удалось экспериментально воспроизвести условия, в которых вода может существовать на планетах-гигантах.

Поделиться

Химикам удалось экспериментально воспроизвести условия, в которых вода может существовать на планетах-гигантах.Химикам удалось экспериментально воспроизвести условия, в которых вода может существовать на планетах-гигантах. Оказалось, что она при этом переходит в качественно новое состояниељ- суперионное.

По современным представлениям, на планетах-гигантах существуют предельно экстремальные условияљ- температура может достигать 1000 градусов Цельсия, а давлениељ- более чем в 100 тыс. раз превышать земное. В подобных условиях обычное вещество обретает особые, непохожие на земные, свойства. Как оказалось, водаљ- не исключение.

Ранее уже предсказывалось, что она может существовать не в привычных нам агрегатных состоянияхљ- например, в жидком или твердом, а в особом состоянии, названном "суперионным". При этом атомы кислорода сохраняют свое местоположение, то есть ведут себя как "замороженные", а атомы водорода "носятся" вокруг них с огромными скоростями.

Как сообщает Nature, группа Лоренса Фрайда из национальной ливерморской лаборатории в Калифорнии попыталась экспериментально получить суперионную воду в земных условиях. Для моделирования давления капелька воды сжималась специальным прессом между двумя алмазами, нагрев осуществлялся инфракрасным лазером. Мониторинг состояния, в котором находилась вода, осуществлялся по частоте молекулярных колебаний. На определенном этапе частота эта резко, скачком, изменилась, что свидетельствовало оnbsp; переходе воды в качественно иное агрегатное состояние. "Эти наблюдения позволяют определить границы фазовых переходов, однако сказать, что именно происходит по другую сторону границы, мы не в можем",љ- пояснил г-н Фрайд.

Для решения этой задачи ученые воспользовались методами компьютерного моделирования. Для создания модели поведения 60 атомов, находящихся в суперионном состоянии, потребовалось несколько недель расчетов на компьютере, вычислительные возможности которого соответствовали примерно 1 тыс. обычных ПК.

Анализ результатов моделирования показал, что с ростом давления и температуры молекулы воды разрушаются, образуя немолекулярную структуру с плотностью, превышающей плотность обычного водяного льда. Помимо этого, вода становится суперионной. "Представить подобное состояние непросто,љ- комментирует г-н Фрайд.љ- Можно считать, что в нем образуется фиксированная кристаллическая решетка из атомов кислорода, в то время как атомы водорода могут свободно перемещаться по ней". Если такую воду поместить на Земле в обычные условия, она взорвется. В то же время на планете-гиганте она будет прочна, как железо, и светиться от нагрева ярко-желтым светом.

"Полагаю, что данная работа весьма любопытна, а тот факт, что математические расчеты были подкреплены экспериментом, делает ее вполне правдоподобной",љ- считает Расселл Хэмли, занимающийся вопросами химии высоких давлений в геофизической лаборатории института Карнеги в Вашингтоне. При этом, добавляет он, желательно было бы увидеть более прямые доказательства существования воды в лабораторных условиях в суперионном состоянии. Сам Лоренс Фрайд согласен с ним в этом. В настоящее время его группа ведет работу над измерением теплопроводности новой формы вещества, что позволит гораздо лучше понять его особенности.

"Если суперионная вода и в самом деле существует на планетах-гигантах в Солнечной системе,љ- размышляет он, - тогда именно эту форму воды следует считать наиболее распространенной. Более того, суперионная вода теоретически должна обладать чрезвычайно высокой электропроводностью, что может объяснить природу мощных магнитных полей у планет-гигантовљ- например, Урана или Нептуна".

оцените материал

  • ЛАЙК0
  • СМЕХ0
  • УДИВЛЕНИЕ0
  • ГНЕВ0
  • ПЕЧАЛЬ0

Поделиться

Поделиться

Увидели опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter
Хочешь быть в курсе событий, которые происходят в Екатеринбурге? Подпишись на нашу почтовую рассылку

Пока нет ни одного комментария. Добавьте комментарий первым!

Loading...
Loading...