Gündem
Fransa Alternatif Enerjiler ve Atom Enerjisi Komisyonu (CEA) araştırmacıları, su örneklerini aşırı basınç ve yüksek sıcaklığa maruz bırakarak süperiyonik özellikte yeni bir kristal buz yapısı elde etti. Keşfin, Uranüs ve Neptün gibi buz devi gezegenlerin iç yapısını anlamada çığır açabileceği belirtiliyor.
Fransa Alternatif Enerjiler ve Atom Enerjisi Komisyonu'ndan fizikçi Alexis Forestier liderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibi, suyun yüksek basınç ve sıcaklık altındaki davranışlarına ilişkin kritik bir deneysel başarıya imza attı. Laboratuvar ortamında elmas örs hücreleri ve lazer ısıtma tekniklerini kullanan bilim insanları, su örneklerini 2,3 milyon atmosfer basınca (230 gigapaskal) ve yaklaşık 2 bin 357 derece (2 bin 630 kelvin) sıcaklığa ulaştırdı.
Normal şartlarda bu sıcaklıklarda buharlaşması veya atomlarına ayrışması beklenen su, devasa basınç nedeniyle genleşemeyerek egzotik bir madde haline dönüştü. Synchrotron X-ışını kırınımı analiziyle incelenen suyun, "altıgen sıkı düzen" (hcp) adı verilen yeni bir kristal kafes yapısına geçtiği tespit edildi.
Elde edilen "süperiyonik buz", ne tam katı ne de tam sıvı kabul edilen egzotik bir faz olarak tanımlanıyor. Bu özel yapıda oksijen atomları katı bir kristal kafes içinde sabit konumunu korurken, hidrojen çekirdekleri tıpkı bir sıvıdaymışçasına kafes içerisinde serbestçe hareket edebiliyor.
Daha önce "yüzey merkezli kübik" (fcc) yapıda gözlemlenen süperiyonik buzun, basınç ve sıcaklık arttıkça katman değiştirerek hcp yapısına dönüştüğü belirlendi. Deneylerde 155 gigapaskal basınç ve 2 bin kelvin sıcaklıkta karma bir yapı görülürken, 219 gigapaskal ve 2 bin 630 kelvinde hcp yapısının tamamen hakim hale geldiği kaydedildi.
Söz konusu keşfin, Güneş Sistemi'ndeki Uranüs ve Neptün gibi buz devi gezegenlerin iç katmanlarını ve karmaşık yapısını anlamada anahtar rol oynayacağı ifade ediliyor.
Devasa basınç altındaki gezegen çekirdeklerinde bulunduğu tahmin edilen süperiyonik buzun yüksek iletkenlik ve mekanik özelliklerinin, bu gezegenlerin düzensiz ve dengesiz manyetik alanlarının nasıl oluştuğuna dair mevcut modelleri yeniden şekillendirebileceği belirtiliyor. Araştırmanın detaylı sonuçları prestijli bilim dergisi Physical Review Letters'da yayımlandı.