Su farklı sıcaklık ve basınç koşullarında oldukça sıra dışı özellikler gösterebiliyor. Bilim insanları, 2,3 milyon atmosfer basıncı ve 2 bin 357 dereceye kadar ulaşan koşullarda yeni bir buz yapısı gözlemledi. Bu koşullar, buz devleri olarak bilinen Uranüs ve Neptün'ün derinliklerinde bulunan yapılarla benzerlik taşıyor.
Katı ve sıvı arasında bir yapı
Science Alert'e göre araştırmacıların incelediği yapı, "süperiyonik buz" olarak bilinen sıra dışı bir maddeyle bağlantılı. Süperiyonik buzda oksijen atomları katı bir kristal yapı içinde sabit kalıyor. Hidrojen çekirdekleri ise bu yapı içerisinde sıvıya benzer şekilde hareket edebiliyor.
Fransız Alternatif Enerjiler ve Atom Enerjisi Komisyonundan fizikçi Alexis Forestier liderliğindeki ekip, çok küçük su örnekleri alarak elmasların arasında sıkıştırdı. Basınç 230 gigapaskala kadar çıkarıldı. Bu değer, Dünya'nın deniz seviyesindeki atmosfer basıncının yaklaşık 2,3 milyon katına denk geliyor. Araştırmacılar daha sonra örnekleri lazerlerle binlerce dereceye kadar ısıtarak inceledi.
Teorik olarak öngörülen yapı gözlendi
Deney sonucunda daha önce teorik olarak öngörülen ancak deneylerde açık şekilde gözlemlenemeyen bir yapı ortaya çıktı. Araştırmacılar, altıgen sıkı paketlenmiş yapı olarak tanımlanan "hcp buz" için kanıt buldu.
Buz ısıtıldığında genişleme biçimi de süperiyonik davranış gösterdi. Bu durum, yapının yaklaşık 1.700 kelvinde süperiyonik hale geçtiğine işaret etti. Daha önce bilinen süperiyonik buz türlerinden biri yüzey merkezli kübik, yani "fcc" yapıya sahipti. Yeni gözlemlenen hcp yapısında ise oksijen atomlarının katmanları farklı bir sırayla diziliyor.
Uranüs ve Neptün için önemli olabilir
Araştırmacılara göre hcp buz, yaklaşık 200 gigapaskalın üzerindeki basınçlarda süperiyonik buzun daha kuvvetli haline gelebilir. Bu küçük atomik değişimin Güneş Sistemi açısından önemli sonuçları olabilir. Hcp buzun elektrik iletkenliği fcc buzdan farklıysa, Uranüs ve Neptün'ün iç yapısına ilişkin modeller de değişebilir. Bilim insanları, süperiyonik buzun bu gezegenlerin sıra dışı manyetik alanlarının oluşumunda rol oynayabileceğini de düşünüyor.
Araştırmacılar, hcp buzun özelliklerinin henüz tam olarak bilinmediğini belirtiyor. Özellikle mekanik özellikleri ve elektrik iletkenliği konusunda daha fazla teorik çalışma gerekiyor. Hcp ve fcc yapıların hangi sıcaklık ve basınç koşullarında kararlı olduğu da yeni deneylerle belirlenmeye çalışılacak.
Kaynak: Gazete Oksijen
