2
Это открытие поможет уточнить модели недр Урана и Нептуна, где вода может существовать в формах, отличных от привычного льда
Международная команда физиков впервые экспериментально выявила гексагональную плотноупакованную фазу льда — HCP. Она становится доминирующей при давлениях свыше 200 гигапаскалей (примерно 2 миллиона атмосфер) и температурах, превышающих 1800 кельвинов. Ранее в этом диапазоне экспериментально фиксировалась лишь кубическая гранецентрированная (FCC) упаковка кислородных слоёв, известная как лёд XVIII.
Для создания экстремальных условий учёные поместили образец воды в алмазную наковальню — устройство, позволяющее генерировать огромное давление в крошечном объёме. Образец дополнительно нагревали с помощью лазера, а его структуру исследовали с применением рентгеновской дифракции на синхротроне. HCP-фаза становилась преобладающей при давлении выше 200 гигапаскалей и температуре около 2000 К. При промежуточных давлениях наблюдалась комбинация двух структур — HCP и FCC, или гранецентрированной кубической.
Вода способна образовывать множество твёрдых фаз, различающихся расположением атомов в кристаллической решётке. HCP и FCC представляют собой варианты плотной упаковки одних и тех же атомов. Поэтому речь идёт не о разновидностях привычных ледяных кристаллов, а о различных состояниях вещества, возникающих под действием экстремальных давлений и температур.
Полученные данные показывают, что слои кислорода могут укладываться не только в порядке ABCABC (кубическая решётка), но и в последовательности ABAB, формируя гексагональную структуру.
Это открытие имеет большое значение для исследования ледяных гигантов — Урана и Нептуна. Их внутреннее строение невозможно изучить напрямую, поэтому учёные сопоставляют наблюдения за планетами с экспериментами и физическими моделями. Новые данные позволяют более точно описывать поведение воды при давлениях, характерных для экстремальных условий планет: их магнитные поля не являются простыми дипольными, и объяснение этому основывается на свойствах сверхионного льда в мантиях планет. Если на больших глубинах преобладает не кубическая, а гексагональная фаза с иными механическими и электрическими характеристиками, то стратификация мантии и динамика магнитного поля могут быть организованы иначе, чем предполагалось. Теперь, по словам авторов, теоретикам необходимо рассчитать пластичность и электропроводность hcp‑льда, а экспериментаторам — уточнить точные границы стабильности обеих фаз.
10 октября 2026, 23:32Наука и космосDarth SaharaИсточники:arXivPhysical Review Letters
Не пропускайте наши новостиДобавьте сайт в предпочитаемые источники, чтобы видеть нас чащеДобавить в Google
Источник