● news.bsdnet.hu

Az emberi érzékelés számára a jég egyet jelent a hideggel, a Földön tapasztalható környezeti viszonyok között ugyanis a víz halmazállapotát elsősorban a hőmérséklet változása határozza meg. Létezik azonban a fizikának egy olyan szelete , ahol a hatalmas nyomás teljesen átírja az anyagok megszokott viselkedését. Alacsonyabb nyomáson a víz forráspontja lecsökken, míg az extrém mértékű nyomás drasztikusan megemeli a fagyáspontot, ami lehetővé teszi a rendkívül forró, szilárd jégfázisok létrejöttét. A francia atomenergia-bizottság (CEA) szakemberei, Alexis Forestier vezetésével pontosan ezt a jelenséget használják ki, amikor a Naprendszer peremén található óriásbolygók belső viszonyait szimulálják. A kísérlet során egy alig 12 mikron méretű, rendkívül magas tisztaságú vízmintát szorítottak két gyémántüllő közé, majd lézersugarakkal hevítve tették ki a normál légköri nyomás több mint kétmilliószorosának és a 2000 Celsius-fokot is meghaladó hőségnek. Ebben az extrém tartományban alakul ki az úgynevezett szuperionos jég, ahol a molekuláris szerkezet alapvetően átalakul. Az oxigénatomok egy szilárd rácsba rendeződnek, míg az elektronjaiktól megfosztott hidrogénatomok, vagyis a protonok szabadon áramlanak a rácspontok között. A kísérlet kimutatta , hogy az elképesztő nyomás még 1500 Celsius-fok feletti hőségben – ahol a legtöbb acélfajta az ötvözőitől függően már rég megolvadna – sem engedi elpárologni a vizet, hanem szilárd anyaggá préseli: az anyag szerkezete a korábban ismert köbös elrendeződésből egy hexagonális, szorosan illeszkedő kristályrácsba vált át, létrehozva ezt a különleges, forró jeget. Ez a felfedezés nemcsak a laboratóriumi fizika szempontjából jelentős, hanem választ adhat az Uránusz és a Neptunusz évtizedes rejtélyeire is. Voyager–2 űrszonda még a nyolcvanas évek végén méréseivel megállapította, hogy ezen a két jeges óriáson szokatlan, a bolygó középpontjától eltolódott és megdőlt mágneses mező működik. A Földön és a Jupiteren tapasztalható dinamóeffektussal ellentétben a szakértők úgy vélik, hogy az óriásbolygók különös mágnesességét éppen a felszín alatti rétegekben áramló szuperionos jég tetteivé váló elektromos töltések generálják. Mivel a külső bolygók belső magjából közvetlen mintát venni lehetetlen, a Physical Review Letters folyóiratban megjelent eredmények kulcsfontosságúak a jövőbeli űrmissziók modellezéséhez és a távoli exobolygók megértéséhez. (Forrás: IFL Science , fotó: Unsplash / Axel Ruffini)