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  • 1 # cnBeta

    在科特·範尼加特(Kurt Vonnegut)的經典科幻小說《貓的搖籃》(Cat"s Cradle)中,主角意外接觸到了一種獨特形態的水,它就是在室溫下呈現固態的“冰九”(ice-nine)。

    在小說裡,作者聲稱任何與冰九接觸的液態水,都會立即被凍結,最終導致世界上所有的海洋都變成了冰面。

    令人震驚的是,加利福尼亞州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(LLNL)的科學家們,竟然打造出了與小說中描繪得同樣狂野的“超級冰”。

    【圖自:Marius Millot / Federica Coppari / Sebastien Hamel / Liam Krauss】

    研究人員稱之為“冰十八”(XVIII),不過它只是一種極端形態的冰,無法像虛構的冰九那樣凍結整個世界,因為冰十八必須在極其炎熱的溫度(約 5000℉ / 2760℃)和極端大氣壓(400 萬倍)的情況下存在。

    【研究配圖 - 1:實驗理念 / 未按比例縮放】

    顯然,水(H2O)一種性質相當奇特、分子結構令人難以置信的神奇物質。在 5 月 8 日出版的《自然》(Nature)期刊上,研究人員詳細介紹了冰十八的打造方法。

    【研究配圖 - 2:利用一維拉格朗日輻射流體動力學,模擬確定反射壓縮路徑】

    論文主要作者 Marius Milot 在一份新聞稿中稱:

    我們設計的實驗目標是將水壓縮凍結稱固態的冰,但不確定在保持此等壓力和溫度的條件下,冰晶是否真的能夠在幾十億分之一秒的時間內形成。

    【研究配圖 - 3:X-射線衍射的資料與結果】

    根據構成水分子的氫氧原子的不同排列,冰存在著許多不同的構型。此前,該團隊已透過計算機模擬證明這種冰這一存在,但現在他們首次在地球上製成冰十八、並記錄了它的影像。

    Marius Milot 補充道 —— 計算機模擬為超離子冰提出了許多不同的潛在冰晶結構,而我們的研究為其提供了一項關鍵的試驗。

    【研究配圖 - 4:水相圖(Phase diagram of H2O)】

    一些研究人員相信,這種形態的冰可能在整個宇宙中廣泛存在,比如被鎖定在海王星和天王星等冰冷的行星中。論文原標題為:

    《Nanosecond X-ray diffraction of shock-compressed superionic water ice》

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