Bilim insanları aşırı basınç ve sıcaklık altında yeni bir buz türü keşfetti

Fransa Alternatif Enerjiler ve Atom Enerjisi Komisyonu bünyesinde çalışan fizikçi Alexis Forestier liderliğindeki araştırma ekibi, laboratuvar ortamında suyun ekstrem koşullar altında daha önce gözlemlenmemiş bir formunu elde etti. Elmas örsler ve lazer ısıtma tekniklerinin kullanıldığı deneylerde, su örnekleri 230 gigapaskal (yaklaşık 2,3 milyon atmosfer) basınca ve 2 bin 630 Kelvin (yaklaşık 2 bin 357 derece) sıcaklığa maruz bırakıldı.

Synchrotron X-ışını analizleri sonucunda elde edilen bulgular, suyun 'altıgen sıkı düzen' (hcp) olarak adlandırılan süperiyonik bir kristal yapıya geçtiğini ortaya koydu. Bu egzotik madde hali, ne tam katı ne de tam sıvı olarak tanımlanıyor; yapıda oksijen atomları sabit bir kristal kafes içinde kalırken, hidrojen çekirdekleri sıvı benzeri bir hareketlilikle serbestçe hareket ediyor.

Araştırmacılar, daha önceki çalışmalarda gözlemlenen yüzey merkezli kübik (fcc) yapıda bulunan süperiyonik buzun, basınç ve sıcaklık artışıyla birlikte katman değiştirerek hcp yapısına dönüştüğünü tespit etti. Deney verilerine göre, 155 gigapaskal basınç ve 2 bin Kelvin sıcaklıkta karma bir yapı görülürken, 219 gigapaskal basınç ve 2 bin 630 Kelvin sıcaklıkta hcp yapısının tamamen baskın hale geldiği bildirildi.

Keşfedilen bu yeni kristal yapının, Uranüs ve Neptün gibi buz devi gezegenlerin iç yapısını anlamada kritik bir rol oynayabileceği belirtiliyor. Süperiyonik buzun iletkenlik ve mekanik özelliklerinin, bu gezegenlerin çekirdeklerinde bulunan karmaşık ve asimetrik manyetik alanların oluşum süreçlerine ışık tutabileceği ifade ediliyor.

Teoride var olduğu bilinen ancak bugüne kadar kanıtlanamayan bu 'sıkı paketlenmiş altıgen' yapının keşfine dair sonuçlar, Physical Review Letters dergisinde yayımlandı.