از الماس؛ ساخت یخ داغ در آزمایشگاه

خط رند ۹۱۲: پژوهشگران در آزمایشگاه با تاباندن اشعه ایکس از میان الماس، یک فاز مرموز از آب به وجود آورده اند که یخ سوپریونیک یا یخ داغ نام دارد.
به گزارش خط رند ۹۱۲ به نقل از دیلی میل، برای ایجاد یخ سوپریونیک به شرایط نادر و سختی نیاز است. گاهی اوقات به این ماده یخ داغ نیز گفته می شود. یخ سوپر یونیک یک حالت کریستالی خاص، نیمه جامد نیمه مایع است که رسانای برق نیز بشمار می رود. این فاز در وضعیت و فشار خاص در مرکز سیاراتی مانند نپتون و اورانوس در منظومه شمسی نیز به وجود آمده است. بگفته پژوهشگران گسترش دانش انسان درباره فازهای مختلف آب به جستجوی حیات در سیارات دیگر کمک می نماید. درهمین راستا در یک واحد دولتی مجهز به منبع اشعه ایکس با انرژی بالا( APS)در ایالت ایلینویز آمریکا آزمایش های موفقیت آمیزی برای ایجاد یخ سوپریونیک انجام شده است. کارشناسان تصور می کردند تا آن زمان که آب تا فشار بیش از ۵۰ گیگا پاسکال فشرده نشود، یخ سوپریونیک ظاهر نمی گردد. چنین وضعیتی تقریباً مشابه شرایط داخل سوخت موشک هنگام بلند شدن آن از زمین است. اما در آزمایش های مذکور فشار تا ۲۰ گیگاپاسکال بوجود آمد. ویتالی پراکاپنکا، یکی از مؤلفان ارشد پژوهش و استاد دانشگاه شیکاگو و پژوهشگران پرتو در APS، می گوید: همه تصور می کردند این فاز از آب در فشار بالاتری نسبت به یافته های ما به وجود می آید. ما با کمک چند ابزار قدرتمند توانستیم خاصیت های این یخ جدید را که فاز جدیدی از ماده را تشکیل می دهد، به دقت ترسیم نماییم. شکل جامد آب (H2O) در حقیقت در بیش از ده ها ساختار مختلف بسته به شرایط فشار و دما در محیط وجود دارد. پژوهشگران با بهره گیری از APS روشی نوین برای ایجاد، نگهداری و بررسی یخ یافتند. APS در حقیقت یک شتابدهنده عظیم است که الکترون ها را با سرعتی بسیار زیاد و در حدود سرعت نور به حرکت وا می دارد تا بدین سان اشعه های ایکس درخشان تولید نماید. پارپنکا و همکارانش نمونه های یخ را بین دو قطعه الماس قرار دادند تا فشار شدید را شبیه سازی کنند و در مرحله بعد لیزر را از میان الماس ها تاباندند تا نمونه را داغ کنند. در نهایت آنها اشعه های ایکس را به نمونه تاباندند و بر طبق انتشار آنها داخل نمونه، نحوه قرارگرفتن اتم ها را بازسازی کردند. پژوهشگران با بررسی ساختار یخ متوجه شدند با یک فاز جدید روبرو هستند و توانستند بطور دقیق ساختار و خاصیت های آنرا ترسیم کنند. در یخ سوپریونیک، اتم های اکسیژن در یک مکان قرار گرفته و تنظیم شده اند. اما پروتون ها می توانند در شبکه ایجاد شده، حرکت کنند. این حالت مشابه اتم ها و الکترون ها در فلز است. وجود این فاز از ماده بر طبق مدلهای مختلف پیش بینی شده بود و تا حالا فقط در وضعیت بسیار نادر آزمایشگاهی رصد شده بود.

منبع: