在平常的大气压强下,温度降到0度以下,水就开始发生相变,也就是由液态的水转变为固态的冰,温度高于100度时,水就由液态转变为气态。
这是我们在自然界最常见的现象,温度低水结冰,温度高水汽化,但是,当水在极端地压强之下,它的变化将变得不可思议。
高温不但不会气化,反而会结冰,形成一种温度接近太阳表面一半的,黑色的冰,那这到底是怎么回事呢?
在19年的一次实验中,科学家用强大的激光瞄向水,在此过程中,所产生的激光能把水的压力提高到数百万个大气压强,温度更是有接近太阳表面一半的温度,近3000度的高温。
按照我们的常识,在如此高温的环境下,水肯定早已被气化,但实验的结果却很不符合我们的常识。
在如此极端的条件下,如此高的温度,并没有让水由液态转变为气态,反而是让水凝聚成了一种黑色的冰,这个结果很违背我们的常识。
在我们的常识中,这根本是不可能的事,但对于这次实验的科学家来说,这正是他们想要的结果,这个有点烫手的黑色的冰,正是他们此次寻找的物质,超离子冰。
这个奇特的物质形态其实早在1988年时,科学家就通过数字模拟已经知晓,水在极端的压力下会形成这种奇特的形态,超离子冰。
但之前由于条件的限制,超离子冰也只是存在于理论之中,现实中并没有它的任何踪迹,所以科学家也曾怀疑超离子冰的真实性,也认为他是不可能的存在。
直到18年的一次实验让科学家看到了希望,18年2月时,罗切斯特大学激光力学实验室的研究人员,通过用激光轰击钻石中的水滴,结果发现了超离子冰的蛛丝马迹。
于是在19年时,他们再次加大的实验,也就是我们前面提到的那次试验,用六台强大的激光轰击水滴,人为地制造高温高压条件,迫使水滴形成,冰18。
结果果不其然,水滴在这样极端的环境下,并没有蒸发形成气体或成为高危的液体,而是发生了结晶现象,成为传说中的超离子冰。
并且研究人员也利用X射线的衍射现象,看到了超离子冰内部的冰晶,首次证实超离子并具有冰18晶体结构。
冰18也就是超离子冰的晶体结构,是冰的第18种晶体结构,在此之前,科学家只是知晓冰有17种不同晶体结构,直到这次发现了超离子冰的全新冰晶结构,才证实冰18的存在。
冰18和前17种晶体结构是完全不同的,前17种晶体多为完整的水分子构成。
而冰18,它的水分子已经被打破,晶体结构只是由氧原子构成,而氢原子弹已经被电离为质子,从而游走在由氧原子构成的晶体方格之内。
也就是说,它的内部结构是非常奇特的,好像是由固体和液体混杂形成,而氢原子被电离为质子,游走在晶格之内,这就说明超离子冰具有很强的导电性。
所以现在我们也就大可知晓,超离子冰的一些特性,首先它是具有超高的温度,颜色是为黑色,密度比普通冰的密度高四倍。
在一个它具有很强的导电性,存在的环境,也只是存在于高温高压这样极端的环境之中,所以在我们地球,超离子冰是不可能自然形成的。
但科学家却认为,超离子冰在银河系的冰巨星中应该是普遍存在的,冰巨星就是像我们太阳系中天王星以及海王星这样的巨行星。
由于距离太阳太过遥远,所以表面温度极低,但越往内核中心,温度以及压力也就会越来越大,所以其核心也就具备形成超离子冰的条件。
所以这样的冰巨星其核心应该存在超离子冰,而超离子冰的存在,也可以解决科学家以前一直无法解释的现象,那就是天王星以及海王星磁场紊乱的问题。
总之,在我们的地球,尽管这种奇特的冰不会自然形成,但在宇宙之中它很可能是普遍的存在。
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