水的超离子导体的状态可能解释冰巨人的怪异

新的实验证据表明,在高温和极端的压力,水可以形成一个超离子导体状态与固体和液体特性已经被美国研究人员获得。betway必威游戏下载大全备份一个30岁的预测结果,可以解释内部动力学和冰冷的巨行星的磁场,并为理解一些系外行星可能也很重要。

自1988年以来,日益复杂的计算模型表明,冰加热在高压力,但不是其熔点——近5000°C 200 gpa,进入一个ionically-conductive超离子导体的状态。在这种状态下异于寻常的氢离子流过有序氧晶格。“没有人能够真正确定它是否是一个真正的预测或模拟的人工制品,“实验物理学家解释说马吕斯Millot。

Millot解释说,问题是,压缩材料,直到释放质子产生本质上是一个完美的酸,会侵蚀你的包含设备,使得分析产生的物质几乎不可能。冲击波压缩解决了这个问题,但是突然压缩加热材料过去冰的熔点,产生导电流体。以前,如哈佛大学的研究人员威廉·内尔尼斯达到由于政权的水是预测超离子导体使用多个冲击,建立导电率超过成倍增加的压力上升,从70年到180年平均绩点。然而,目前尚不清楚这是否导电率是由于异于寻常质子或自由电子。

在新的研究中,劳伦斯利弗莫尔团队使用他们之前开发的技术,压缩冰成高密度前阶段使用钻石砧细胞个体冲击增加进一步进入所谓的超离子导体政权的压力。同时,他们用激光测量冰的光学反射率,允许他们来计算其导电性。他们发现,电子导电率保持在低水平压力低于240 gpa -这意味着增加导电性由于superionicity必须。他们还测量了几个其他属性来确认他们的发现。

结果可以提供重要的见解复杂,神秘的磁场在海王星和天王星,美国宇航局旅行者2号调查发现是完全不同于简单的偶极场在地球和其他行星。一个假设是,有一个主要绝缘内部和发电机产生的磁场,只是活跃在导电流体的外壳,“Millot解释道。'这将是有趣的准确模拟领域的海王星和天王星使用里面的属性可能会超离子导体。的工作可能也影响超出了太阳系,无数的系外行星发现迄今为止出现类似于天王星和海王星。

内尔尼斯说研究人员报告的结果广泛,精心挑选的实验和计算热力学地区的利益”,但他并不完全相信他们的结论。不确定性在实验测量和计算的预测,他说,保持的重大关切展示超离子导体的存在水”。理论物理学家罗纳德·Redmer同意,虽然工作的强大存在的实验证据超离子导体阶段,尚未实现的直接证据。最终的证据,他说,将在x射线进行压缩过程自由电子激光设备监控样品的x射线衍射。例如,“我可以想象,在斯坦福大学[的]或新欧洲XFEL在汉堡——去年刚刚开始操作——这样一个基准实验可以被执行的,”他说。