在实验室中观察到的热冰的外星形式

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一些研究人员认为,欧罗巴的冰冷景观是木星的月球,在此插图中描绘的月球可能部分由ICE VII组成。Mark Garlick/科学图书馆/Getty Images

在库尔特·冯内古特(Kurt Vonnegut)的1963年小说中“猫的摇篮,”有一种被称为冰九的虚构物质。科幻作者想象的是一种特殊的水,冰九不仅具有在室温下保持固体的能力,而且还可以改变普通水分子以形成固体。通过人类愚蠢的实例,冰9散布在地球上,杀死了地球上的所有生命。

幸运的是,冰九不存在。但是,除了冰,液态水和蒸汽(我们熟悉的三个阶段)外,实际上还有许多其他形式。这些鲜为人知的迭代包括许多冷冻版本,晶体在低温和/或高压下形成奇数几何形状。其中之一是冰VII,又名冰七,在太阳系的巨型外行星,它们的冰冷月亮,甚至理论上是由太空中的小行星碰撞形成的一种超密集的冰形式。冰VII也是“热冰”的一种形式,由于其密度,它可以在地球上高于沸水高的温度下存在。

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斯坦福大学的科学家使用了世界上最强大的X射线激光器Linac Coomerent Light Source,以创建一种被称为ICE VII的“热冰”的外星形式。
布拉德·普鲁默(Brad Plummer)

ICE VII并不是您在地球上会发现的 - 至少直到最近斯坦福大学的研究人员设法制作了一些东西。在SLAC国家加速器实验室,科学家使用了世界上最强大的X射线激光器将绿色光束瞄准液态水样品。光束产生了一种力,将水压缩到压力的压力比地球大气大的50,000倍以上。

当光束压缩样品时,一个来自称为X射线游离电子激光器的设备的单独光束将冰暴露于一系列仅持续飞秒的亮脉冲中 - 四分之一秒。频闪灯捕获了水变成冰VII的图像,分子粘合成棒形状,而不是科学家根据过去的研究所预测的球体。调查结果出版了在《物理评论》杂志中。

这不是科学家第一次创建了ICE VII在实验室中,但是能够实时观察其形成很重要。除了很酷的因素外,为什么要进行此实验?创建ICE VII可帮助科学家更多地了解其自然存在的地方,例如木星的欧罗巴月亮,以及大岩石系外行星的海洋超级地点

研究高级作家温迪·毛(Wendy Mao)说:“在冰上有大量研究,因为每个人都想了解其行为。”新闻稿宣布开发。“我们的新研究表明,以前尚未完成的事情是实时观察冰结构形成的能力。”

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