Posted by არგონის ეროვნული ლაბორატორიის (Argonne National Laboratory) მეცნიერებმა, წყლის ერთ-ერთი ყველაზე უცნაური და ეგზოტიკური ფორმის მიღება შეძლეს – ეგრეთ წოდებული “ცხელი შავი ყინული”, რომელიც ბუნებრივ პირობებში მხოლოდ გაზისა და ყინულის პლანეტების სიღრმეში შეიძლება არსებობდეს, როგორიცაა, მაგალითად, ურანი და ნეპტუნი (ურანი, ნეპტუნი, მარილი…).
წყლის ეს ფორმა (ფაზური მდგომარეობა) მეცნიერებაში ცნობილია როგორც სუპერიონური ყინული, რომელიც უკიდურესად მაღალი წნევისა და ტემპერატურის პირობებში წარმოიქმნება. წყლის მოლეკულები შემადგენელ ნაწილებად იშლება, ჟანგბადისა და წყალბადის იონებად, ხოლო ჟანგბადის იონები ქმნიან კუბურ კრისტალურ მესერს, რომლის შიგნითაც წყალბადის იონები საკმაოდ თავისუფლად მოძრაობენ. ეს თვისებები ყინულის ამ ფორმას მაღალი ელექტროგამტარობის უნარს აძლევს, მცირე სიმკვრივეს და საკმაოდ მუქ ფერს.
მატერიის ამ ფორმის შესწავლა მთელ რიგ სირთულეებთან არის დაკავშირებული. ცხელი შავი ყინულის არსებობის შესაძლებლობა თეორიულად კარგა ხნის წინათ იქნა ნავარაუდევი, 1990-იან წლებში პირველი მინიშნებებიც გამოჩნდა სხვადასხვა ექსპერიმენტების შედეგებში, ხოლო 2018 წელს, მეცნიერებმა ლაბორატორიაში სუპერიონური ყინულის პირველი ნიმუშები მიღეს, წამზე მცირე დროის განმავლობაში.
ახლა, არგონის ლაბორატორიის მეცნიერებმა შეძლეს ჩაეტარებინათ ექსპერიმენტები პირობებში, რომლებშიც სუპერიონური ყინულის ნიმუშები საკმარისად დიდი ხნის განმავლობაში რჩება სტაბილური, რაც მისი საფუძვლიანად შესწავლის საშუალებას იძლევა. როგორც სხვა მსგავს ექსპერიმენტებში, სუპერიონური ყინულის ფორმირებისთვის საჭირო წნევა ე.წ. ალმასების გრდემლით მიიღება, ხოლო მაღალი ტემპერატურა — ლაზერით. და ბოლოს, კრისტალური სტრუქტურის ფორმირების დროს მიმავალი პროცესების გადასაღებად, მაღალენერგიული რენტგენის სხივები (APS) იქნა გამოყენებული.
კრისტალების წარმოქმნა უკვე ცელსიუსით 627—1627 გრადუსზე დაიწყო, დაახლოებით 20 გიგაპასკალი წნევის დროს. გასაკვირია, რომ ეს წნევა გაცილებით დაბალია, ვიდრე წნევა, რომელიც ამ პროცესების დაწყების თეორიული მოდელებით იყო ნავარაუდევი.
სტაბილური სუპერიონური ყინულის ლაბორატორიულ პირობებში მიღება უბრალო ცნობისმოყვარეობა ნამდვილად არ არის. წყლის ამ ფაზური მდგომარეობის შესწავლა საშუალებას მოგვცემს უკეთ გავიგოთ გაზის პლანეტების ფორმირების პროცესები და, შესაძლოა, შევარჩიოთ ადგილები, სადაც არამიწიერი სიცოცხლის ფორმების დისტანციურად ძებნა უნდა განხორციელდეს. თუ ყინულის ასეთი ფორმები გაზის გიგანტების ფენებში მართლაც არსებობს, სწორედ სუპერიონური ყინულის მანტიები შეიძლება იყოს მათი მაგნიტური ველის წყარო.
მეცნიერები უკვე გეგმავენ ექსპერიმენტების სერიას, რომლის დროსაც უფრო საფუძვლიანად შეისწავლება სუპერიონური ყინულის თვისებები და დადგინდება მისი ელექტრული გამტარობის, სიბლანტის, სიმკვრივის, მდგრადობის და სხვა ამჟამად უცნობი პარამეტრების ზუსტი რიცხვითი მნიშვნელობები. გარდა ამისა, ჩატარდება დამატებითი კვლევები, რომლებიც მიზნად ისახავს იმის გარკვევას, თუ როგორ შეიცვლება სუპერიონური ყინულის თვისებები, თუ წყალი სხვადასხვა მარილებს და მინერალებს შეიცავს (წყალი – საინტერესო ფაქტები; ნივთიერების აგრეგატული მდგომარეობა (თეთრი ჯუჯა და ნეიტრონული ვარსკვლავი)).