Die Form des Eises findet sich im Erdmantel sowie auf großen Monden und Planeten, die mit Wasser bedeckt sind.
Die Eigenschaften von Eis und der Prozess seiner Bildung sind es nichteinzigartig und erinnert an andere Materialien. Das bedeutet, dass sie sich bei Temperatur- und Druckänderungen ändert. Kohlenstoff funktioniert nach der gleichen Logik, aus der entweder Diamant oder Graphit gewonnen werden kann. Aber es gibt Ausnahmen, denn Wissenschaftler wissen, dass Eis mehr als zwanzig feste Formen hat.
In ihrer Arbeit verwendeten Physiker Laserheizung und einen Diamantamboss, um eine neue Form von Eis zu entdecken.
Eis hat über zwanzig feste Formen
Wie haben die Forscher von der neuen Eisform erfahren?
Zu Beginn wurde Wasser in einen Behälter mit zwei Diamanten gefüllt.Der Mechanismus wird als Almaze-Zelle bezeichnet.
Es besteht aus zwei kegelförmigen Almazes, die sich auf einer Fläche von 1 mm Durchmesser gegenüberliegen.Mit dessen Hilfe ist es möglich, einen Druck von mehreren Millionen Atmosphären zu erzeugen.Außerdem ist der Diamant transparent, so dass die zu untersuchende Probe auf unterschiedliche Weise untersucht werden kann.Wissenschaftler haben den Druck, der im Zentrum unseres Planeten herrscht, reproduziert.
Anschließend wurde das zwischen den Diamanten befindliche Eis mit einem Laser erhitzt. Es schmolz teilweise und verwandelte sich dann in eine große Anzahl kleiner Kristalle.
Die Wissenschaftler erhöhten den Druck und stellten fest, dass das Eiswar in der wohlbekannten kubischen Form von Ice VII und wurde dann zu einer neuen, unerforschten Zwischenstufe von Ice VIIT. Sie nannten es tetragonal. Danach landete das Eis in einer anderen bereits untersuchten Phase, Ice X.
Eis VII ist eine kubische Eisphase mit einer ungeordneten Anordnung von Wasserstoffatomen.
Ice X ist eine symmetrische Phase, in der die Protonen geordnet sind. Es kann bei einem Druck von 70 GPa erhalten werden.
Laut den Forschern machten sie darauf aufmerksam, dass die Eis-X-Form bei einem unerwartet niedrigen Druck erhalten wurde. Es belief sich auf 300.000 Atmosphären, nicht auf 1 Million.
„Wir haben in unserer Arbeit gezeigt, dass es möglich istKühlen Sie X-Phase und verwenden Sie keinen so hohen Druck wie vorgesehen. Dies sind wichtige Informationen, die wir dank ultrapräziser Messungen erhalten haben“, sagte Ashkan Salamat, Physiker aus dem UNLV-Labor.
Während der Arbeit verwendeten die Forscher auch einen Supercomputer, um die Neuverdrahtung von Bonds zu simulieren und vorherzusagen, wo ein Phasenübergang stattfinden würde.
Wissenschaftler erhöhten den Druck und stellten fest, dass das Eis die bekannte kubische Form Ice VII hatte und sich dann in ein neues, unerforschtes Eis VIIT in der Zwischenstufe verwandelte
Hat Eis viele Formen?
Ja, es gibt mehr als 20 Formen von Eis.Informationen über den Rest der Arten sind gemeinfrei.
- Amorphes Eis ist Eis ohne kristalline Struktur, in dem die Wassermoleküle zufällig angeordnet sind. Es ist wie Atome in gewöhnlichem Glas.
- Eis Ih ist regelmäßiges sechseckiges kristallines Eis. Es umfasst fast alles vorhandene Eis in der Biosphäre.
- Ice Ic ist ein metastabiles kubisches kristallines Eis. Es bildet sich bei -53°C: Es kann bei Temperaturen bis zu -33°C existieren. Diese Art von Eis kann sich in der oberen Atmosphäre bilden.
- Ice II ist eine rhomboedrische kristalline Form mit einer hochgeordneten Struktur. Diese Art von Eis kann aus dem zuvor erwähnten Eis Ih erhalten werden, indem es bei -63 °C bis -83 °C komprimiert wird.
- Eis III ist ein tetragonales kristallines Eis, das bei Temperaturen von bis zu -23 °C und einem Druck von 300 MPa erzeugt werden kann.
- Eis IV ist eine metastabile rhomboedrische Phase. Diese Phase kann durch allmähliches Erhitzen von amorphem Eis auf 810 MPa erhalten werden.
- Ice V ist eine monokline kristalline Phase, die entsteht, wenn Wasser auf -20,15 °C abgekühlt und mit 500 MPa unter Druck gesetzt wird.
Warum kann auf der Erde keine neue Eisphase gefunden werden?
Laut den Autoren ist es kaum möglich, eine neue Phase zu findenEis auf der Erde, da es keine geeigneten Bedingungen für seine Entstehung gibt. Aber die Bedingungen, unter denen es gebildet wird, sind im Mantel unseres Planeten, sowie auf großen Monden oder auf Planeten mit viel Wasser.
Nach Ansicht der Autoren ist es kaum möglich, eine neue Eisphase auf der Erde zu finden, da es hier keine geeigneten Bedingungen für ihre Entstehung gibt.
Warum müssen wir über die verschiedenen Eisformen Bescheid wissen?
Große wasserreiche Planeten sind weit von der Erde entfernt und treten nicht in die Erde einDank der neuen Informationen werden Astronomen in der Lage sein, mehr über diese Objekte zu erfahren.
Diese Arbeit wird das Verständnis der Wissenschaftler über die Zusammensetzung verändernExoplaneten, sagte Ashkan Salamat, ein Physiker im UNLV-Labor. Die Autoren schlugen vor, dass die Untersuchung einer neuen Form von Eis den Forschern helfen würde, mehr über mögliches außerirdisches Leben außerhalb unseres Sonnensystems zu erfahren.
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