Vědci stvořili superionizovaný led. Je žhavý skoro jako Slunce  
V nitru ledových obrů panuje extrémní horko a tlak. Přesto je tam nejspíš led, superionizovaný. Takže je to peklo, které zamrzlo.
Experiment se stvořením superionizovaného ledu. Kredit: M. Millot/E. Kowaluk/J.Wickboldt/LLNL/LLE/NIF.
Experiment se stvořením superionizovaného ledu. Kredit: M. Millot/E. Kowaluk/J.Wickboldt/LLNL/LLE/NIF.

Je to pevné a kapalné zároveň. Má to šedesátkrát vyšší hustotu než tradiční vodní led. A je to horké skoro tak, jako povrch Slunce. Právě takový je superionizovaný led (superionic ice). Dlouho jsme věřili, že takový led existuje v útrobách ledových obrů Sluneční soustavy Uranu a Neptunu. Doteď to ale bylo jenom čiré teoretizování.

 

Teď už to není teorie. Nedávno poprvé vyrobili superionizovaný led v kalifornských laboratořích Lawrence Livermore National Laboratory. Vedoucí výzkumu Marius Millot a jeho kolegové experimentálně doložili, že superionizovaný led skutečně existuje, a že nejde o nějaké podivné artefakty počítačových simulací, nýbrž výsledek podivuhodného chování vody za šílených podmínek.

 

Marius Millot. Kredit: LLNL.
Marius Millot. Kredit: LLNL.

Vědci předpověděli existenci podivné fáze vody, která je zároveň kapalná a pevná, už před třiceti lety. Taková hmota by se měla nacházet v prostředí o extrémním tlaku a teplotě, jako je uvnitř plynných planet. Když je voda v superionizované fázi, tak se atomy vodíku a kyslíku chovají velice bizarně. Vodíkové ionty se v superionizovaném ledu pohybují jako kapalina uvnitř pevné krystalické mřížky z atomů kyslíku.

 

Udělat něco takového v laboratoři nebylo vůbec snadné. Millot s kolegy nejprve museli stlačit vodu do podoby ultrapevného kubického krystalického ledu, který je odlišný od ledu, se kterým se můžeme běžně setkat v zimě nebo v ledničce. Aby toho docílili, museli použít diamantové komory, v nichž vyvinuli tlak 2,5 gigapascalu, tedy 25 tisíci násobek atmosférického tlaku na Zemi. Pak vědci museli zahřát a stlačit obsah diamantových komor ještě víc, takže to do nich naprali laserovými paprsky. Každou z komor zasáhli až šesti paprsky a tlak v nich zvýšili ještě stokrát.

Atomy vodíku tečou skrz kyslíkovou mřížku v superionizovaném ledu. Kredit: S. Hamel/M. Millot/J.Wickboldt/LLNL/NIF.
Atomy vodíku tečou skrz kyslíkovou mřížku v superionizovaném ledu. Kredit: S. Hamel/M. Millot/J.Wickboldt/LLNL/NIF.


Když získali superionizovaný led, tak Millot s kolegy pohotově analyzovali jeho optické a termodynamické vlastnosti. Museli být opravdu rychlí, protože komplikovaně vytvořená hmota vydržela jenom tak asi 10 až 20 nanosekund. Výsledky jejich měření byly … bizarní. Ukázalo se, že superionizovaný led taje při 4 725 °C, za tlaku 200 gigapascalů. Sami vědci se zdráhali uvěřit, že led z vody může existovat za tak pekelných podmínek. Ale je to tak.

Ledoví obři Sluneční soustavy. Kredit: NASA/JPL-Caltech / NASA.
Ledoví obři Sluneční soustavy. Kredit: NASA/JPL-Caltech / NASA.


Experimentální vytvoření superionizovaného ledu také mění náš pohled na planetární ledové obry. Planetární vědci se doposud domnívali, že v jejich vnitřku spíše převažuje kapalina. Teď to ale vypadá, že by ledoví obři mohli v sobě mít jen relativně tenkou vrstvu kapaliny a zároveň mocný „plášť“ ze superionizovaného ledu.


Takový model vnitřního uspořádání ledových obrů potvrzuje asi deset let staré počítačové simulace, které se snažily vysvětlit podivná magnetická pole Uranu a Neptunu. Například u Uranu je magnetické pole vychýleno téměř o 60° vzhledem k ose rotace a u Neptunu je to 47°. To jsou extrémní hodnoty oproti Zemi, jejíž magnetické pole je vychýleno o pouhých 11°. A jejich magnetická pole mají i jiné podivnosti. Ledoví obři nás provokují a doslova si žádají o detailní výzkum.

Literatura
Live Science 20. 4. 2018, Nature Physics 14: 297–302.

Datum: 10.05.2018
Tisk článku

Knihy.ABZ.cz - krtkodob nedostupn
Knihy.ABZ.cz

Strnka krtkodob nedostupn

Poadovan strnka bohuel neme prv te bt zobrazena, pravdpodobn pina je:
  • probh pravideln drba
  • krtkodob peten servery

Zkuste prosm strnku nast znovu za 10 minut. nast znovu


Knihy.ABZ.cz - © 2004-2018 - ABZ knihy, a.s. " width="40px" height="63px" />
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní:  Kč
cena:  Kč
Knihy.ABZ.cz - krtkodob nedostupn
Knihy.ABZ.cz

Strnka krtkodob nedostupn

Poadovan strnka bohuel neme prv te bt zobrazena, pravdpodobn pina je:
  • probh pravideln drba
  • krtkodob peten servery

Zkuste prosm strnku nast znovu za 10 minut. nast znovu


Knihy.ABZ.cz - © 2004-2018 - ABZ knihy, a.s.
Související články:

Když voda mrzne při mínus čtyřicítce     Autor: Dagmar Gregorová (26.11.2011)
Makroskopické kvantové fenomény objeveny v ledu     Autor: Stanislav Mihulka (22.07.2015)
Skotští milovníci extrémů se dostali na dohled kovovému vodíku     Autor: Stanislav Mihulka (13.01.2016)
Voda existuje jako dvě různé kapaliny     Autor: Stanislav Mihulka (30.06.2017)



Diskuze:

V tomto prípade

Palo Fifunčík,2018-05-15 18:33:04

pekla čo zamrzlo , jedine čert vie , čo je vnútri ... /ak aj on neutrpel omrzliny../

Odpovědět

Juraj Chovan,2018-05-10 10:01:09

"Atomy vodíku tečou skrz kyslíkovou mřížku..."
Keďže ionizovaný atóm vodíka je vlastne protón tak tipujem že v tomto prípade ide vlastne o protónovú kvapalinu tečúcu cez pevnú kyslíkovú mriežku. Či?

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace