สำหรับสารประกอบทางเคมีที่ค่อนข้างง่าย น้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งพันธุ์ที่แช่แข็ง เข้าใจได้ไม่ดีอย่างน่าประหลาดใจ ขณะนี้ทีมนักวิจัยนานาชาติได้ไขปริศนานี้โดยการวัดโครงสร้างและคุณสมบัติของน้ำแข็งรูปแบบหนึ่งที่เรียกว่าน้ำแข็ง XVIII และอีกเฟสของน้ำแข็งเหนือชั้นที่เรียกว่าน้ำแข็ง XX ผลงานของทีมงานอาจชี้ให้เห็นถึงการก่อตัวของสนามแม่เหล็กที่ผิดปกติของดาวเคราะห์ยูเรนัสและเนปจูน
ซึ่งคิดว่า
มีน้ำแข็งสองขั้นตอนนี้อยู่ลึกเข้าไปในภายในแม้ว่าน้ำแข็งส่วนใหญ่ที่พบบนโลกจะมีโครงสร้างเป็นรูปหกเหลี่ยม (นึกถึงเกล็ดหิมะ) แต่น้ำแข็งก็สามารถมีรูปแบบผลึกและอสัณฐานที่แตกต่างกันได้อย่างน้อย 20 รูปแบบ พฤติกรรมที่อยากรู้อยากเห็นนี้ส่วนหนึ่งมาจากพันธะระหว่างโมเลกุลที่อ่อนแอระหว่างอะตอม
ของไฮโดรเจน 2 อะตอม ซึ่งถูกแยกออกจากกันโดยอะตอมของออกซิเจนเพียงอะตอมเดียวน้ำแข็งร้อนและระยะน้ำแข็งอื่นๆน้ำแข็งที่มีความดันสูงรูปแบบหนึ่งที่ได้รับการศึกษามากที่สุดคือน้ำแข็ง VII หรือที่เรียกว่า “น้ำแข็งร้อน” เฟสผลึกลูกบาศก์ (bcc) ศูนย์กลางร่างกายที่แปลกใหม่นี้ก่อตัวขึ้น
ที่อุณหภูมิแวดล้อมที่ความดันสูงกว่า 2.3 GPa (ประมาณ 23,000 เท่าของความดันบรรยากาศที่ระดับน้ำทะเล) และได้รับการตั้งทฤษฎีว่ามีอยู่ในเขตมุดตัวเย็นภายในเปลือกโลกเช่นเดียวกับบนดาวเสาร์ ไททันพระจันทร์น้ำแข็ง น้ำแข็งชนิดใหม่อีกชนิดหนึ่งถูกคาดการณ์ว่าจะมีอยู่ในอุณหภูมิและความดันที่สูงขึ้น
ประมาณ 1,000 K และ 40 GPa รูปแบบของน้ำเยือกแข็งนี้ประกอบด้วยไอออนของไฮโดรเจนที่มีลักษณะคล้ายของเหลว ซึ่งก็คือโปรตอน ซึ่งกระจายอย่างรวดเร็วผ่านโครงตาข่ายของแข็งของอะตอมออกซิเจน น้ำแข็งซูเปอร์ไอออนสามารถประกอบเป็นสัดส่วนขนาดใหญ่ภายในดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน
ได้ ด้วยโปรตอนที่กระจายอย่างรวดเร็วช่วยสร้างสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งและซับซ้อนที่มีลักษณะเฉพาะของดาวเคราะห์ “ยักษ์น้ำแข็ง” เหล่านี้ เลียนแบบสภาพภายในยักษ์น้ำแข็ง “เฟสซูเปอร์ไอออนของน้ำแข็งถูกทำนายไว้เมื่อ 2 ทศวรรษก่อน แต่เมื่อเราเริ่มการทดลองของเราเมื่อ 10 ปีที่แล้ว
ไม่มีหลักฐาน
การทดลองโดยตรงสำหรับการมีอยู่ของเฟสซูเปอร์ไอออนนี้” วิตาลี ปราคาเพนกา หัวหน้าทีมร่วม นักวิทยาศาสตร์บีมไลน์แห่งมหาวิทยาลัย แห่งเมืองชิคาโกสหรัฐอเมริกากล่าว “และการประมาณค่าทางทฤษฎีของช่วงความคงตัวของความดันและอุณหภูมิสำหรับระยะนี้ก็เป็นที่ถกเถียงกันมาก”
ในอดีต อธิบายว่า กลุ่มวิจัยต่างๆ ได้รวบรวมข้อมูลการทดลองเกี่ยวกับระยะเหล่านี้โดยใช้รังสีเอกซ์และเทคนิคทางแสง ข้อมูลเหล่านี้บอกใบ้ว่าน้ำมีพฤติกรรมที่ผิดปกติภายใต้สภาวะความดัน-อุณหภูมิสูง แต่ลักษณะที่กระจัดกระจายของผลลัพธ์หมายความว่าภาพรวมไม่ชัดเจน “ตอนนี้เราได้ไขปริศนานี้แล้ว”
เขากล่าวร่วมกับเพื่อนร่วมงานจากศูนย์วิจัยธรณีวิทยาเยอรมัน วัดโครงสร้างและคุณสมบัติของน้ำแข็ง XVIII และเฟสน้ำแข็ง อีกอันหนึ่งคือน้ำแข็ง XX ในการทำเช่นนี้ นักวิจัยเริ่มต้นด้วยการวางตัวอย่างน้ำที่อุณหภูมิห้องในเซลล์ทั่งเพชร และเพิ่มความดันเป็น 150 GPa ทำให้เกิดน้ำแข็ง VII
หรือน้ำแข็ง X จากนั้นพวกเขาเพิ่มอุณหภูมิของน้ำเป็น 6500 K โดยการให้ความร้อนด้วยความร้อนสูง พลังงานแสงเลเซอร์ นี่คือเงื่อนไขที่กินพื้นที่หลายพันกิโลเมตรภายในดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน ซึ่งน่าจะมีน้ำเป็นองค์ประกอบมากกว่า 60% ต่อไป นักวิจัยใช้เทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์
เพื่อสังเกตว่า
โครงสร้างน้ำแข็งที่เป็นผลึกมีการเปลี่ยนแปลงและกลายเป็นได้อย่างไร พวกเขาทำการทดลองเหล่านี้โดยใช้รังสีซินโครตรอนที่สว่างมากซึ่งได้รับการสนับสนุนโดยการวัดสเปกโทรสโกปีด้วยแสงซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อตรวจสอบการนำแสงของน้ำแข็ง พวกเขาสังเกตสองขั้นตอน
น้ำแข็ง XVII และน้ำแข็ง XX และกำหนดความดันและอุณหภูมิที่เฟสเหล่านี้เกิดการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางแสงอย่างกะทันหันของเหลวที่มีน้ำเป็นสื่อกระแสไฟฟ้านักวิจัยกล่าวว่าผลลัพธ์ของพวกเขาสามารถช่วยอธิบายสนามแม่เหล็กของดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนได้ ซึ่งผิดปกติตรง
ที่พวกมันไม่ได้วิ่งกึ่งขนานและสมมาตรกับแกนการหมุนของดาวเคราะห์ (เหมือนที่สนามแม่เหล็กโลกทำ) แต่สนามแม่เหล็กของน้ำแข็งยักษ์กลับเบ้และอยู่นอกศูนย์กลาง แบบจำลองของการก่อตัวของพวกมันจึงตั้งสมมติฐานว่าพวกมันไม่ได้เกิดจากการเคลื่อนที่ของเหล็กหลอมเหลวในแกนกลาง (เหมือนบนโลก)
“เราสามารถวาดความดันและอุณหภูมิภายในดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนได้” โลบานอฟอธิบาย “ในที่นี้ ความดันสามารถวัดความลึกภายในได้อย่างคร่าว ๆ จากขอบเขตระยะที่ละเอียดที่เราวัดได้ เราเห็นว่าประมาณหนึ่งในสามบนของดาวเคราะห์ทั้งสองเป็นของเหลว แต่ภายในที่ลึกกว่านั้นประกอบด้วยน้ำแข็ง
ซูเปอร์ไอออนิกที่เป็นของแข็ง นี่เป็นการยืนยันการคาดการณ์เกี่ยวกับที่มาของสนามแม่เหล็กที่สังเกตได้”“การศึกษาของเราเป็นเพียงขั้นตอนแรกในการระบุลักษณะโครงสร้างของเฟสเหนือไอออน ความหนาแน่น คุณสมบัติทางแสง และขอบเขตความดัน-อุณหภูมิ” กล่าวเสริม เขากล่าวว่าการศึกษา
ในอนาคตจะมุ่งเน้นไปที่การตรึงธรรมชาติของสถานะเฉพาะของสสารนี้โดยการรวมการจำลองทางทฤษฎีเข้ากับการวัดเชิงทดลองของการนำไฟฟ้าของเฟส ความหนืด การเกิดปฏิกิริยาทางเคมี และผลกระทบขององค์ประกอบแต่เกิดจากของเหลวที่อุดมด้วยน้ำซึ่งนำไฟฟ้าได้ในส่วนที่สามด้านนอกของดาวเคราะห์
โครงสร้าง ในขณะเดียวกัน วิศวกรซอฟต์แวร์กำลังยุ่งอยู่กับการพัฒนา SILX ซึ่งเป็นไลบรารีของรูทีนการวิเคราะห์ข้อมูลทั่วไป แอปพลิเคชันและซอฟต์แวร์ทั่วไป ในรุ่นที่ 6 นี้ SILX ถูกนำมาใช้ในพื้นที่ต่างๆ เพิ่มมากขึ้น และได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถลดเวลาการวิเคราะห์ข้อมูลลงได้อย่างมาก การเปลี่ยนแปลงอื่น ๆ อีกนับไม่ถ้วนที่อยู่เบื้องหลังจะช่วยให้ข้อมูลท่วมท้น
Credit : เว็บสล็อตแท้ / สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์
