太陽系行星上可能存在第四種神秘水塑料冰VII

2025-03-08 19:15?來源 溫州在線

塑料冰VII的分子結(jié)構(gòu)令科學(xué)家感到驚訝

溫州在線天文地理，在正常情況下，水以三種狀態(tài)存在：固體（冰）、液體（水）和氣體（蒸汽）。多年來，教科書一直教導(dǎo)我們這些，但在人類居住的地球之外——在外星世界，可能存在一種稱為塑料冰VII的另一種形式的水。過去有幾種理論模型預(yù)測了“塑料冰VII”的存在，但這是科學(xué)家有史以來第一次擁有其存在的真實(shí)證據(jù)。

據(jù)《自然》雜志發(fā)表的研究顯示，法國勞厄—朗之萬研究所（ILL）的一個(gè)國際研究小組最近使用高口徑儀器，將水?dāng)D壓至6千兆帕的壓力，并將其加熱到327攝氏度（620華氏度），制造出了塑料冰VII。

研究小組采用了準(zhǔn)彈性中子散射(QENS)，這是一種追蹤氫原子等微小粒子運(yùn)動(dòng)的方法。這證實(shí)了17年前的預(yù)測，即VII號(hào)冰中的氫在高溫高壓下會(huì)在微觀層面旋轉(zhuǎn)。

參與這項(xiàng)研究的物理學(xué)家瑪麗亞·雷西尼奧(MariaRescigno)表示：“與其他光譜技術(shù)相比，QENS能夠探測平移和旋轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)，這是探索此類奇異相變的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。”

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塑性冰VII兼具液態(tài)水和固態(tài)冰的特性，因此得名。當(dāng)氫原子稍微無序時(shí)，它具有獨(dú)特的交織結(jié)構(gòu)。

“QENS測量表明，塑料冰VII的分子旋轉(zhuǎn)機(jī)制與最初預(yù)期的自由轉(zhuǎn)子行為不同，”Rescigno女士補(bǔ)充道。

然而，當(dāng)這種結(jié)構(gòu)“融化”時(shí)會(huì)發(fā)生什么情況仍不清楚，一些理論認(rèn)為分子保持在原位而氫原子則四處移動(dòng)。

研究人員表示，即使是我們太陽系中的冰行星，如海王星、天王星或木星的衛(wèi)星木衛(wèi)二，過去也可能蘊(yùn)藏有塑料冰VII。這一發(fā)現(xiàn)可能有助于進(jìn)一步了解冰行星的地球動(dòng)力學(xué)和大型冰衛(wèi)星的分化過程。

編輯： yujeu