超离子冰是什么状态?是固态吗?

今年5月8号,发表在《自然》杂志上的一个发现证实了“超离子冰”的存在,这是一种具有奇异性质的水的新阶段。

此前,在纽约布莱顿的激光能量学实验室,世界上最强大的激光器之一轰炸了一滴水,产生了冲击波,将水的压力提高到数百万个大气压,温度达到数千度。

在同一时间内,X射线以同样的速度穿过水滴,这是人类在这种极端条件下第一次看到这种水形态。

X射线显示激波中的水并没有变成过热的液体或气体。而是原子冻结成固体,形成结晶冰。

与你冰箱里或北极常见的冰不同,超离子冰是黑色和热的的冰。一个立方体的重量是普通立方体的四倍。

早在30多年前,人们就已经从理论上预测到了它的存在。尽管直到现在人们才发现了它,但科学家们认为它可能是宇宙中最丰富的水形态。

至少在整个太阳系中,以超离子冰的形态存在的水可能比其他任何形态都要多,包括在地球上海洋、木卫二和土卫二中晃动的液体。

超离子冰充满了天王星和海王星的内部,超离子冰的发现可能会解开几十年来关于这些“冰行星”形成之谜题。

包括在普通冰中发现的水分子的六角形排列,被称为“六角冰”,科学家们已经发现了一种令人困惑的18冰晶结构。

除了以六角冰形式出现的常规冰(Ice I)之后,其余的都按发现顺序编号为Ice II(冰二)到Ice XVI(冰十六)。

(是的,有一个冰九,但它只存在于人为条件下,不像库尔特·冯内古特小说《猫的摇篮》中虚构的末日物质。)

超离子冰现在可以称为冰十八。这是一种新的水结晶,但有点扭曲。所有先前已知的水冰都是由完整的水分子组成,每个水分子都有一个氧原子与两个氢原子相连。

但新的测量结果证实,冰十八并不是这样的。它存在于某种超现实主义的边缘,一部分是固体,一部分是液体。单个水分子分裂。氧原子形成一个立方晶格,但氢原子自由溢出,像液体一样流过刚性的氧笼。