▲上图：一种不同寻常的冰，其结构包含固态的氧原子晶格(图中的球形)，氢离子可自由地(粉红色的轨迹)在其间运动，就像液体一样。这种奇怪物质现象，被称为超离子冰，出现在激光实验中。
一项最新研究报道了一种新型的冰，它处于一种奇特的状态，就像固体和液体之间奇怪的交叉。研究人员在2月5日的《自然物理学》杂志上报道说，这一被称为“超离子冰”的特殊物质形式出现在暴露于高压和高温下的冰水中。这种冰并不天然地存在于地球上，但它可能存在于像海王星和天王星这样的冰冻行星的地幔中。
正常的冰是由水分子组成的，每个水分子由一个氧原子和两个氢原子成键。当水结冰时，这些分子连接起来形成固体。但超离子冰由离子组成，在这种物质中，氢离子可通过氧离子晶格自由流动。
在极高的压力下，水表现出不同寻常的状态。超离子冰是通过超高压力压缩两个钻石之间的冰，然后用激光将其烧开而形成的。一开始，随着压力的增加，冰的密度和温度平稳上升。但在大气压力达到190万倍，而温度升至4500摄氏度时,其密度和温度出现“跃迁”。这个跃迁点即表示超离子冰融化了。虽然我们通常认为冰是冷的，但在高压下，超离子冰是在加热状态下形成的。
金属通过电子的运动来导电，而超离子冰利用流动的氢离子传输电能。不过仍有一些科学家质疑超离子冰，因此，在其被完全理解之前，仍需要进行大量的科研工作。
编译：Coke 编辑：张梦
来源：https://www.sciencenews.org/article/superionic-ice-liquid-solid-physics
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