Cultura si divertisment

Cercetatorii au demonstrat experimental existenta unei forme exotice de gheata, care apare la presiuni de pana la 2,3 milioane de atmosfere si la temperaturi de mii de grade Celsius. Descoperirea ar putea ajuta la explicarea unora dintre caracteristicile neobisnuite ale planetelor Uranus si Neptun, in interiorul carora se presupune ca exista forme de gheata superionica. Oamenii de stiinta au gasit o forma neobisnuita de gheata Apa are proprietati neobisnuite chiar si in conditii normale. Spre exemplu, gheata este mai putin densa decat apa lichida, motiv pentru care pluteste, iar apa are un punct de fierbere neobisnuit de ridicat raportat la masa moleculelor sale. In conditii extreme, comportamentul apei devine si mai surprinzator. Cercetatorii condusi de fizicianul Alexis Forestier, din cadrul Comisariatului pentru Energie Atomica si Energii Alternative din Franta, au supus cantitati extrem de mici de apa unor presiuni si temperaturi similare celor care ar putea exista in interiorul planetelor gigantice de gheata, scrie Science Alert. Experimentele au fost realizate la presiuni de pana la 230 de gigapascali, echivalentul a aproximativ 2,3 milioane de ori presiunea atmosferica de la nivelul marii. Noua forma de gheata a fost observata la temperaturi de mii de grade Pentru a reproduce conditiile extreme, cercetatorii au comprimat probele de apa intre varfurile unor diamante si le-au incalzit cu ajutorul laserelor. Temperaturile au ajuns pana la 2.630 de kelvini, adica aproximativ 2.357 de grade Celsius. In mod normal, la asemenea temperaturi, apa ar trebui sa se transforme in gaz. Sub presiuni uriase insa, expansiunea apei este impiedicata, iar moleculele pot ramane intr-o stare extrem de densa. Pentru a observa structura materialului, cercetatorii au folosit un fascicul foarte ingust de raze X provenit de la un accelerator de particule de tip sincrotron. Rezultatele au indicat existenta unei structuri de gheata denumite hexagonal close-packed (hcp), care fusese prevazuta teoretic, dar nu fusese identificata fara ambiguitate in experimente. Gheata superionica este solida si lichida in acelasi timp Descoperirea este legata de un tip si mai neobisnuit de materie: gheata superionica. In aceasta stare, atomii de oxigen raman organizati intr-o structura cristalina rigida, asemenea unui solid. In schimb, nucleele de hidrogen se pot deplasa prin aceasta structura, comportandu-se intr-o anumita masura asemenea particulelor dintr-un lichid. Astfel, materialul prezinta simultan caracteristici asociate cu starea solida si cu cea lichida. Exista deja mai multe forme cunoscute de gheata, iar in anumite conditii unele dintre ele pot deveni superionice. Cercetatorii incearca sa determine in ce conditii apar diferitele faze si cat de stabile sunt acestea. Gheata descoperita ar putea exista pe Uranus si Neptun Descoperirea este importanta nu doar pentru studiul apei, ci si pentru intelegerea planetelor din Sistemul Solar. Uranus si Neptun sunt considerate giganti de gheata, iar in interiorul lor presiunile si temperaturile sunt atat de mari incat oamenii de stiinta cred ca ar putea exista forme de gheata superionica. Proprietatile acesteia ar putea avea legatura cu modul in care se deplaseaza materia si sarcinile electrice in interiorul celor doua planete. Acest lucru este important deoarece Uranus si Neptun au campuri magnetice neobisnuite, mult diferite de cele ale Pamantului. Campurile lor magnetice sunt inclinate si nu sunt centrate in acelasi mod fata de interiorul planetelor. Oamenii de stiinta au observat transformarea dintre doua forme de gheata Experimentele au aratat si ca structurile hcp si fcc, o alta forma de gheata superionica identificata anterior, se pot transforma una in cealalta pe masura ce presiunea si temperatura cresc. La 155 de gigapascali si 2.000 de kelvini, semnalul obtinut cu ajutorul razelor X indica prezenta ambelor structuri. La 197 de gigapascali si 2.250 de kelvini, structura hcp devenea mai pronuntata, iar la 219 gigapascali si 2.630 de kelvini, aceasta domina aproape complet semnalul observat. Cercetatorii au reanalizat inclusiv date obtinute in cadrul unui experiment mai vechi si au constatat ca un semnal observat anterior la presiuni de peste 130 de gigapascali ar fi putut reprezenta, de fapt, aceeasi forma hcp de gheata. Noua gheata ar putea schimba modul in care sunt intelese planetele Oamenii de stiinta nu cunosc inca toate proprietatile acestei forme de gheata. Sunt necesare noi experimente si calcule teoretice pentru a determina, printre altele, conductivitatea electrica si proprietatile mecanice ale ghetii hcp. Daca aceasta forma de gheata conduce electricitatea intr-un mod diferit fata de structura fcc, descoperirea ar putea determina modificarea modelelor referitoare la interiorul lui Uranus si Neptun. Mai exact, proprietatile ghetii ar putea contribui la explicarea modului in care materia si sarcina electrica se deplaseaza in interiorul celor doua planete si, implicit, a modului in care sunt generate campurile lor magnetice neobisnuite.