حالت جدیدی از آب را مشاهده کنید
ﭘﺲ اﺯ ﺳالﻫﺎ ﺁﺯﻣﺎﻳﺶ محققان ﺩﺭﻳﺎﻓﺘﻨﺪ ﻛﻪ ﺁﺏ در ﻓﺸﺎﺭ و ﺩﻣﺎﻱ بسیار ﺑﺎﻻ، ﺳﺎﺧﺘﺎﺭﻱ ﺟﺪﻳﺪ ﺑﻪ ﻧﺎﻡ ﻳﺦ ﻧﻴﻤﻪ ﺟﺎﻣﺪ(Super ionic) ﭘﻴﺪا می کند. ﻳﻜﻲ اﺯ ﺷﮕﻔﺘﻲﺁﻭﺭﺗﺮﻳﻦ ﺧﺼﺎﻳﺺ ﺁﺏ اﻳﻦ اﺳﺖ ﻛﻪ ﺩﺭ ﺩﻣﺎﻱ ﻫﺰاﺭ ﺩﺭﺟﻪ و ﺗﺤﺖ ﻓﺸﺎﺭ ﺑﺎﻻ، ﺳﺎﺧﺘﺎﺭ ﻧﻴﻤﻪ ﺟﺎﻣﺪ ﭘﻴﺪا می کند. اﻳﻦ ﭘﺪﻳﺪﻩ ﺩﺭ ﺳﻴﺎﺭﻩﻫﺎﻱ ﻭﺳﻴﻊ ﻳﺨﻲ ﻫﻤﺎﻧﻨﺪ اﻭﺭاﻧﻮﺱ و ﻧﭙﺘﻮﻥ ﻗﺎﺑﻞ ﻣﺸﺎﻫﺪﻩ اﺳﺖ. ﺩﻟﻴﻞ اﻳﻦ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺣﺎﻟﺖ ﻋﺠﻴﺐ ﺩﺭ ﺁﺏ، ﺣﺮﻛﺖ ﻳﻮﻥ ﻫﺎﻱ ﻫﻴﺪﺭﻭﮊﻥ ﺩﺭ ﺷﺒﻜﻪ ﺟﺎﻣﺪﻱ اﺯ اﻛﺴﻴﮋﻥ اﺳﺖ.
به گزارش بیگ بنگ، ﺩﺭ ﺳﺎﻝ ۱۹۸۸میلادی، ﺯﻣﺎﻧﻲ ﻛﻪ اﻳﻦ ﭘﺪﻳﺪﻩ ﺑﺮاﻱ اﻭﻟﻴﻦ ﺑﺎﺭ پیش‌بینی ﺷﺪ، ﺑﺴﻴﺎﺭﻱ اﺯ ﻓیزﻳﻜﺪاﻧﺎﻥ،ﺷﺒﻴﻪ ﺳﺎﺯﻱﻫﺎﻱ ﻋﺪﺩﻱ ﺻﻮﺭﺕ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺭا ﺗﺎﻳﻴﺪ و ﻳﺎ ﺗﺼﺤﻴﺢ ﻛﺮﺩﻧﺪ. ﺩﺭ ﺣﺎﻟﻲ ﻛﻪ ﺳﺎﻳﺮﻳﻦ ﺗﻜﻨﻴﻚ ﻫﺎﻱ ﺗﺮاﻛﻢ ﺁﻣﺎﺭﻱ ﺭا ﺑﺮاﻱ ﺑﺮﺭﺳﻲ ﻧﻤﻮﺩاﺭ ﺣﺎﻟﺖ ﺁﺏ ﺗﺤﺖ ﻓﺸﺎﺭ ﺑﺎﻻ، ﭘﻴﺶ ﮔﺮﻓﺘﻨﺪ. ﺑﺎ ﻭﺟﻮﺩ ﻣﺸﺎﻫﺪﻩ اﺛﺮاﺕ ﻏﻴﺮﻣﺴﺘﻘﻴﻢ اﻳﻦ ﭘﺪﻳﺪﻩ، ﺗﺎ ﺑه اﻣﺮﻭﺯ ﻫﻴﭻ ﮔﺮﻭﻩ ﺗﺤﻘﻴﻘﺎﺗﻲ ﻣﻮﻓﻖ ﺑﻪ ﺷﻔﺎﻑﺳﺎﺯﻱ ﺷﻮاﻫﺪ ﺁزﻣﺎﻳﺸﺎﺕ ﺻﻮﺭﺕ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻧﺸﺪﻩ ﺑﻮﺩ.
ﻻﺭﻧﺲ ﻟﻴﻮﻣﻮﺭ ﺑﻪ ﻫﻤﺮاﻩ فیزﻳﻜﺪاﻥ ﺁﺯﻣﺎﻳﺸﮕﺎﻩ ﻣﻠﻲ ﻣﺎﺭﻳﻮﺱ ﻣﻴﻠﻮﺕ و ﻫﻤﻜﺎﺭاﻧﺶ, ﺑﻪ ﻛﻤﻚ ﺗﺮاﻛﻢﺳﺎﺯﻱ ﻧﺎﮔﻬﺎﻧﻲ، اﺛﺮ ﺗﺮﻣﻮﺩﻳﻨﺎﻣﻴﻜﻲ ﺭا ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ ﻛﺮﺩﻧﺪ ﻛﻪ ﻧﺸﺎﻥ ﻣﻴﺪاﺩ ﻳﺦ ﺩﺭ ﺩﻣﺎﻱ ۵۰۰۰ ﺩﺭﺟﻪ ﻛﻠﻮﻳﻦ ﺩﺭ ۱۹۰ ﮔﻴﮕﺎﭘﺎﺳﻜﺎﻝ ﺫﻭﺏ می شود، ﭼﻨﻴﻦ ﺩﻣﺎﻳﻲ، ۴۰۰۰ ﻛﻠﻮﻳﻦ ﺑﻴﺸﺘﺮ اﺯ ﻧﻘﻂﻪ ﺫﻭﺏ ۰٫۵ ﻣﮕﺎﺑﺎﺭ(Mbar) ﺑﻮﺩﻩ و ﺗﻘﺮﻳﺒﺎ ﺑﺎ ﺩﻣﺎﻱ ﺳﻂﺢ ﺧﻮﺭﺷﻴﺪ ﺑﺮاﺑﺮﻱ می کند.
ﺩﻛﺘﺮ ﻣﻴﻠﻮﺕ ﻣﻲ ﮔﻮﻳﺪ: «ﺁﺯﻣﺎﻳﺸﺎﺕ ﻣﺎ ﺩﻭ ﻓﺮﺿﻴﻪ اﺻﻠﻲ ﺭا ﺑﺮاﻱ ﻳﺦ ﻧﻴﻤﻪ ﺟﺎﻣﺪ ﻣﻂﺮﺡ می کنند: ﺭﺳﺎﻧﺎﻳﻲ ﺑﺎﻻ ﻳﻮﻧﻲ/اﺗﻤﻲ ﺩﺭ ﻧﻘﻂﻪ ﺫﻭﺏ ﺑﺎﻻ و ﺟﺎﻣﺪ. ﺁﺯﻣﺎﻳﺸﺎﺕ ﻣﺎ، ﺷﻮاﻫﺪﻱ ﺭا ﺑﺮاﻱ اﺛﺒﺎﺕ ﻳﺦ ﻧﻴﻤﻪ ﺟﺎﻣﺪ اﺭائه ﻛﺮﺩﻩ و ﻧﺸﺎﻥ می دهند ﻓﺮاﻳﺾ ﻣﻂﺮﺡ ﺷﺪﻩ اﺯ ﺷﺒﻴﻪﺳﺎﺯﻱﻫﺎﻱ ﻣﺼﻨﻮﻋﻲ اﺳﺘﺨﺮاﺝ ﻧﺸﺪﻩاﻧﺪ و ﺗﻤﺎﻣﺎ ﺑﺮ اﺳﺎﺱ ﺭﻓﺘﺎﺭ و ﺧﺼﺎﻳﺺ ﻏﻴﺮ ﻋﺎﺩﻱ ﺁﺏ ﺩﺭ ﺷﺮاﻳﻄ ﺑﺨﺼﻮﺹ، ﺷﻜﻞ ﮔﺮﻓﺘﻪاﻧﺪ. ﺷﻮاﻫﺪ، ﻣﺼﺪاﻕ ﺑﺎﺭﺯ ﻧﻆﺮﻳﻪ ﺷﺒﻴﻪﺳﺎﺯﻱ ﻫﻨﺮ ﻛﻮاﻧﺘﻮﻡ ﺑﻮﺩﻩ و اﺯ ﻧﻆﺮﻳﻪ ﭼﮕﺎﻟﻲ ﻛﺎﺭﺑﺮﺩﻱ ﺑﺮ اﺳﺎﺱ ﺩﻳﻨﺎﻣﻴﻚ مولکولی ﭘﻴﺮﻭﻱ می کنند.»
ﮔﺮﻭﻩ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎﺩﻩ اﺯ ﺳﻠﻮﻝﻫﺎﻱ ﺳﻨﺪاﻧﻲ اﻟﻤﺎﺱ، ﻓﺸﺎﺭﻱ ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺎ ۲٫۵ گیگاپاسکال ﺭا ﺑﻪ ﺁﺏ اﺯ ﻗﺒﻞ ﻣﺘﺮاﻛﻢ ﺷﺪﻩ ﺩﺭ ﻳﺨﻲ ﺑﺎ ﺩﻣﺎﻱ اﺗﺎﻕ، ﻭاﺭﺩ ﻛﺮﺩﻧﺪ؛ اﻳﻦ ﻳﺦ، ﻗﻂﻌﻪاﻱ ﻣﺘﻔﺎﻭﺕ ﺑﺎ ﺳﺎﻳﺮ ﻣﻜﻌﺐﻫﺎﻱ ﻳﺨﻲ ﺑﻪ ﺷﻤﺎﺭ می رفت ﭼﺮا ﻛﻪ ﺗﻜﻪ ﻳﺨﻲ ﺷﺶ ﺿﻠﻌﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ ۶۰ ﺩﺭﺻﺪ ﭼﮕﺎﻝﺗﺮ اﺯ ﺁﺏ ﻣﻮﺟﻮﺩ ﺩﺭ ﺷﺮاﻳﻄ ﻣﺤﻴﻂﻲ می باشد. ﺩﺭ ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺑﻌﺪ ﺗﺮاﻛﻢ ﻧﺎﮔﻬﺎﻧﻲ ﺳﻠﻮﻝﻫﺎﻱ اﺯ ﭘﻴﺶ ﻣﺘﺮاﻛﻢ ﺷﺪﻩ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎﺩﻩ اﺯ اﺷﻌﻪ ﻟﻴﺰﺭ ﺻﻮﺭﺕ ﮔﺮﻓﺖ. ﺩﺭ ﻃﻲ اﻳﻦ ﻋﻤﻠﻴﺎﺕ اﺯ ﺩﺳﺘﮕﺎﻩ ﻟﻴﺰﺭ ﻗﺪﺭﺗﻤﻨﺪﻱ ﺑﺮاﻱ ﺗﺎﺑﺎﻧﺪﻥ ۶ ﭘﺮﺗﻮ ﻗﻮﻱ ﺑﻪ اﻟﻤﺎﺱﻫﺎ اﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﻛﺮﺩﻧﺪ. اﻳﻦ ﭘﺮﺗﻮﻫﺎ ﺟﺮﻳﺎن یک ﻧﺎﻧﻮﺛﺎﻧﻴﻪاﻳﻲ ماوراء بنفش ﺭا ﺑﻪ ﺩﺭﻭﻥ ﺳﻠﻮﻝ اﻟﻤﺎﺱﻫﺎ ﻫﺪاﻳﺖ می کردند. ﺑﺎ اﻳﻦ ﻣﻮﺝﻫﺎﻱ ﻧﺎﮔﻬﺎﻧﻲ و ﭘﺮﻗﺪﺭﺕ، ۱۰۰ گیگاپاسکال ﻓﺸﺎﺭ ﺑه ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻭاﺭﺩ می شد و ﻫﺪﻑ، ﻣﺘﺮاﻛﻢﺳﺎﺯﻱ و ﮔﺮﻣﺎﺩﻫﻲ ﻳﺦ ﺁﺑﻲ ﺑﻪ ﺻﻮﺭﺕ ﻫﻤﺰﻣﺎﻥ ﺑﻮﺩ.
ﺩﻛﺘﺮ ﻣﻴﻠﻮﺕ: «اﺯ ﺁﻧﺠﺎﻳﻲ ﻛﻪ ﺁﺏ ﺭا اﺯ ﭘﻴﺶ ﻣﺘﺮاﻛﻢ ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺑﻮﺩﻳﻢ، ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺯﻣﺎﻥ ﻣﺘﺮاﻛﻢﺳﺎﺯﻱ ﺁب ﻣﺎﻳﻊ ﻣﻮﺟﻮﺩ ﺩﺭ ﺷﺮاﻳﻄ ﻣﺤﻴﻂﻲ، ﮔﺮﻣﺎﺩﻫﻲ ﻧﺎﮔﻬﺎﻧﻲ ﻛﻤﺘﺮﻱ ﺻﻮﺭﺕ ﮔﺮﻓﺖ ﻛﻪ اﻳﻦ اﺟﺎﺯﻩ ﺭا ﺑﻪ ﻣﺎ ﺩاﺩ ﺗﺎ ﺳﻂﻮﺡ ﺳﺮﺩﺗﺮﻱ ﺩﺭ ﻓﺸﺎﺭ ﺑﺎﻻ ﺭا ﺷﺎﻫﺪ ﺑﺎﺷﻴﻢ و ﺑﻪ اﺳﺘﺤﻜﺎﻡ اﺯ ﭘﻴﺶ ﻓﺮﺽ ﺷﺪﻩ ﺑﺮاﻱ ﻳﺦ ﻧﻴﻤﻪ ﺟﺎﻣﺪ ﺩﺳﺖ ﭘﻴﺪا ﻛﻨﻴﻢ. محققان از سرعت‌سنج و گرماسنج فوق سریع تداخل‌یاب کمک گرفتند تا ویژگی‌های ظاهری آب فشرده را تعریف کرده و ویژگی‌های ترمودینامیک آن در خلال آزمایش ۲۰-۱۰ نانوثانیه‌ای را مشخص کنند(قبل از آنکه موج‌های ناشی از وجود فشار، آب را از فشردگی خارج و آن را به همراه الماس‌های آن تبخیر کنند).
دکتر میلوت در این باره گفت: «اینها آزمایشات چاش برانگیزی هستند بنابراین اینکه ببینیم اطلاعات بسیاری را می توان بدست آورد برای ما بسیار هیجان‌انگیز بود؛ مخصوصا اینکه ما دوسال برای اندازه‌گیری‌ها و دوسال برای ابداع روش مناسب برای بررسی داده‌ها صرف کردیم.» این آزمایش می تواند ارزش بالایی برای علوم سیاره‌ای داشته باشد زیرا ممکن است اورانوس و نپتون حاوی مقادیر بسیاری از یخ نیمه جامد باشند.
سیاره‌شناسان معتقدند این غول‌های یخی عمدتا از کربن، هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن تشکیل شده‌اند که احتمالا ۶۵ درصد آن را، آبی تشکیل می دهد که با آمونیاک و متان ترکیب شده است. دانشمندان این سیارات را مملو از مایعات روان داخلی می دانند. حال اکشاف آزمایشی یخ نیمه جامد می تواند تصویر جدیدی از این سیارات، متشکل از پوسته‌ای نازک و گوشته‌ای مملو از یخ نیمه جامد ارائه کند. در واقع، دهۀ گذشته در توضیحی برای میدان‌های مغناطیسی غیرمعمول اطراف زمین، چنین ساختاری ارائه شده بود. ﻧﺘﺎﻳﺞ اﻳﻦ ﺗﺤﻘﻴﻘﺎﺕ در نشریۀ Nature physicsمنتشر شده است.
برگرفته از sci-news
