IT之家 1 月 17 日消息，科技媒體 Golem 昨日（1 月 16 日）發(fā)布博文，報道稱科學(xué)家利用超快 X 射線衍射技術(shù)，成功觀測到一種全新的“超離子水”結(jié)構(gòu)。
來自德國羅斯托克大學(xué)、法國 CNRS 綜合理工學(xué)院及赫姆霍茲德累斯頓-羅森多夫中心的研究團(tuán)隊，利用超快 X 射線衍射技術(shù)，首次清晰觀測到一種前所未見的水的形態(tài)。
這種被稱為“超離子水”的物質(zhì)展現(xiàn)出獨特的微觀構(gòu)造：氧原子形成固定的晶格骨架，而氫原子核（質(zhì)子）則像液體一樣在骨架間自由穿梭，這種奇特的“固液混合”態(tài)賦予了水極高的導(dǎo)電性能。
這一發(fā)現(xiàn)為行星科學(xué)解開了一個長期謎題。天王星和海王星這兩顆“冰巨星”擁有極不尋常的磁場，結(jié)構(gòu)錯綜復(fù)雜，甚至擁有四個磁極，且磁場強(qiáng)度波動劇烈，部分區(qū)域遠(yuǎn)超地球磁場。
研究團(tuán)隊推測，其原因正是因為這兩顆行星內(nèi)部深處充滿了這種高導(dǎo)電的超離子水。鑒于天王星和海王星的主要成分是水，科學(xué)家認(rèn)為，這種在地球上罕見的超離子水，很可能才是太陽系中水最普遍的存在形式。
要讓水進(jìn)入這種奇異狀態(tài)，條件極為苛刻。實驗數(shù)據(jù)顯示，只有在約 2500 開爾文（2200℃）的高溫和超過 150 吉帕（GPa）的壓力下才會發(fā)生相變。
150 吉帕相當(dāng)于地球大氣壓的 150 萬倍，這種壓力在冰巨星內(nèi)部司空見慣，但在實驗室中卻極難實現(xiàn)。研究人員通過快速連續(xù)的沖擊壓縮，成功在實驗室瞬間制造了高達(dá) 180 吉帕的極端環(huán)境。
維持這種極端狀態(tài)的時間極短，僅能持續(xù)數(shù)皮秒（萬億分之一秒）。為了捕捉這一瞬間的結(jié)構(gòu)，團(tuán)隊使用了與其持續(xù)時間相當(dāng)?shù)某?X 射線激光脈沖進(jìn)行探測。
觀測結(jié)果令人驚訝：在高壓下，氧原子的晶格并非完美排列，而是呈現(xiàn)出面心立方結(jié)構(gòu)與六方堆積的混合形態(tài)，內(nèi)部存在大量堆垛層錯。這表明即便在如此驚人的壓力下，水分子晶格仍未達(dá)到理論上最緊密的堆積狀態(tài)。
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