При давлении свыше примерно 222 гигапаскалей твердая вода перестраивается и теряет кубическую симметрию кристаллической решетки. Экспериментальные свидетельства такого перехода получили ученые из США. Работа опубликована в журнале Communications Chemistry.
Команда Университета Невады в Лас-Вегасе, Калифорнийского университета в Беркли и Аргоннской национальной лаборатории изучала лед X — одну из форм воды, существующих при очень высоком давлении.
Образец сжимали между алмазными наконечниками. Достигнутое давление примерно в 2,2 млн раз превышало атмосферное. Расположение атомов отслеживали по тому, как образец рассеивал синхротронное рентгеновское излучение.
При дальнейшем сжатии кубическая решетка льда X искажалась. Вместо сохранения простой высокосимметричной структуры возникала более сложная. Подобную перестройку ранее предсказывали расчеты, а теперь исследователи обнаружили ее признаки в эксперименте.
Данные допускают два варианта симметрии новой структуры. Квантово-механические расчеты сильнее поддерживают один из них, но для окончательного уточнения устройства этой формы воды нужны дополнительные исследования.
Результат важен для моделей внутренних областей ледяных гигантов — Урана и Нептуна. Структура воды при экстремальном давлении влияет на свойства вещества и интерпретацию планетных наблюдений. При этом эксперимент воспроизводил прежде всего высокое давление: температурные условия внутри планет отличаются.
Работа уточняет верхнюю границу устойчивости льда и показывает, что дальнейшее сжатие способно усложнять структуру воды
Ранее физики предложили новое состояние материи — «жидкость времени».