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Ein Team von Physikern hat kürzlich eine neue Phase des Wassers entdeckt Eis, nach dem sie setzen gewöhnlich Eis unter außerordentlich hohem Druck und schmolz es, bevor es wieder gefrieren ließ. Das vorher Unbekannte Phase – Ice-VIIt genannt – ist anders organisiert als typisches Wassereis. Es kommt nicht natürlich auf der Erdoberfläche vor, aber es kann in der vorhanden sein Mantel oder auf fernen Monden und Planeten.
Eis-VII hat eine tetragonale Symmetrie, im Gegensatz zur kubischen Struktur der Eisphase, aus der es sich bildet, Eis-VII. Diese tetragonale Struktur unterscheidet auch Ice-VIIt (das „t“ steht für „tetragonal“) von der hexagonalen Symmetrie von natürlichem Wassereis (bekannt als Ice-I). Das bedeutet, dass seine Kristallstruktur wie ein rechteckiges Prisma statt wie ein Würfel aussieht. Die Erkenntnisse waren veröffentlicht letzte Woche in Physical Review B.
„Die Hauptbedeutung ist, dass die Gemeinschaft, die Eis studiert hat, sehr darauf bestanden hat, dass kubisches Eis-VII das dominierende Hoch-Druckphase“, sagte Zachary Grande, Physiker an der University of Nevada, Las Vegas und der Hauptautor der Studie in einer E-Mail an Gizmodo. „Aber wir konnten unsere neue Technik verwenden, um viel genauere Messungen zu erhalten als jeder andere zuvor, So können wir diesen subtilen Quantenübergang beobachten.“
Um die einzigartige Eisphase zu synthetisieren, froren die Forscher eine Wasserprobe unter dem Druck von a ein Diamant-Amboss-Zelle, der die Wassermoleküle zwischen zwei Diamanten presste. Sie verwendeten einen Laser, um die Probe kurz zu schmelzen, bevor sie sie in einer neuen Konfiguration wieder gefrieren ließen. Durch Zusammendrücken der Probe unter Drücken ähnlich denen auf der Erde CenterSie Eis-VII in Eis-VII gezwungen. Grande sagte, dass die neu entdeckte Phase Ice-VII ähnlich genug sei, um ähnlich benannt zu werden.
„Zachs Arbeit hat gezeigt, dass diese Umwandlung in einen ionischen Zustand bei viel, viel niedrigerem Druck erfolgt, als jemals zuvor angenommen wurde“, sagte Ashkan Salamat, ebenfalls Physiker am UNLV und Mitautor der Forschung, in a Universitätsfreigabe. „Es ist das fehlende Teil und die genauesten Messungen, die es je auf Wasser bei diesen Bedingungen gegeben hat.“
Eis-VII kann natürlicherweise im Erdmantel vorkommen; obwohl das Innere unseres Planeten heiß ist, hoch-Druckeis wie Ice-VIt hat höhere Schmelzpunkte. Anstatt bei 32° Fahrenheit aufzutauen, dauert es 1,340° F Hitze, um die seltene Eisphase zu verflüssigen.
Ice-VIIt wechselt zu Eis-Xeine Phase, die das Team gefunden hat, wird bei nur einem Drittel auftreten die Druckphysiker hielten es bisher für notwendig, den Zustand zu induzieren. Grande sagte, dass der Fund von Ice X noch mehr außerirdische Implikationen habe als die Existenz von Ice-VIIt.
„Wenn es Planeten mit einer beträchtlichen Menge Wasser in ihrem Mantel gibt, wären die Planeten tatsächlich größer als wir bisher dachten. da sich das Wasser nicht komprimieren lässt“, sagte Grande, „und deshalb Astronomen müssen die Wasserversorgung in vielen der großen Exoplaneten, die in den letzten Jahren entdeckt wurden, neu bewerten.“
Das Webb-Weltraumteleskop kann bei dieser Neubewertung hilfreich sein; gehört zu seinen vielen Aufgaben ist zu Studieren Sie Exoplaneten in beispielloser Weise Detail. Das Teleskop soll im Sommer betriebsbereit sein.
Mehr: So viel Eis ist geschmolzen, dass sich die Erdkruste auf seltsame, neue Weise verschiebt
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