Los científicos han descubierto un nuevo iceberg que podría encontrarse en planetas distantes ricos en agua.

Los físicos de la UNLV han desarrollado una nueva técnica de calentamiento por láser en la celda del tobillo de diamante (en la foto aquí) como parte del descubrimiento de un nuevo caballo de hielo. Crédito: Chris Higgins

Los hallazgos pueden tener implicaciones para nuestra comprensión de los planetas distantes ricos en agua.

Los investigadores de NLV han descubierto un nuevo iceberg al redefinir las propiedades del agua a alta presión.

El agua sólida o el hielo es similar a muchos otros materiales en el sentido de que puede formar varios sólidos en función de las condiciones variables de temperatura y presión, como el carbono, el diamante o el grafito. Sin embargo, el agua es excepcional a este respecto, ya que sabemos de al menos 20 sólidos de hielo.

Un equipo de científicos que trabaja en el Laboratorio de Condiciones Extremas de UNLV Njada ha desarrollado un nuevo método para medir las propiedades del agua bajo alta presión. La muestra de agua se exprimió inicialmente entre los extremos de dos diamantes opuestos, congelando varios cristales de hielo mixtos. Luego, el hielo se sometió a calentamiento con láser, que lo derritió temporalmente hasta que rápidamente se convirtió en una colección de cristales finos como polvo.

Al aumentar gradualmente la presión, lanzándola periódicamente con un rayo láser, el equipo notó que el hielo estaba cambiando de la fase de cubo de hielo conocida, Ice-VII, a la fase de cuadrilátero intermedio recientemente descubierta, Ice-VIIt, antes de aterrizar. Otro escenario popular es Ice-X.

Zach Grande, UNLV Ph.D. El estudiante supervisó el trabajo, que mostró que la transición a Ice-X, cuando el agua se endurece agresivamente, ocurre a una presión mucho más baja de lo que se pensaba anteriormente.

Si bien es poco probable que encontremos esta nueva fase de hielo en la superficie de la Tierra, es probable que sea un componente común del manto terrestre, así como de grandes satélites fuera del sistema solar y planetas ricos en agua.

Los hallazgos del equipo se informaron en la edición del 17 de marzo de 2022 de la revista. Resumen físico B:.

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El equipo de investigación estaba trabajando para comprender el comportamiento del agua a alta presión que puede estar presente en el interior de planetas distantes.

Para hacer esto, el físico Ashkan Salamat de Granden և UNLV colocó una muestra de agua entre dos extremos de diamantes de corte redondo, conocidos como células de tobillo de diamante, una característica estándar en la física de alta presión. Aplicar una pequeña cantidad de fuerza al diamante permitió a los investigadores recrear presiones similares a las que se encuentran en el centro de la Tierra.

Exprimiendo una muestra de agua de estos diamantes, los científicos movieron los átomos de oxígeno e hidrógeno a diferentes diseños, incluido el recientemente descubierto Ice-VIIt.

La primera técnica de calentamiento por láser de este tipo no solo permitió a los científicos observar una nueva fase del hielo de agua, sino que el equipo descubrió que la transición a Ice-X tuvo lugar a una presión casi tres veces menor de lo que se pensaba anteriormente. 300.000 atmósferas en lugar de 1 millón. Esta transición ha sido un tema muy debatido en la comunidad durante décadas.

«El trabajo de Zack ha demostrado que esta conversión al estado iónico ocurre a presiones mucho más bajas que nunca», dijo Salamat. «Es la pieza que falta: las mediciones más precisas jamás realizadas en el agua en estas condiciones».

El trabajo también vuelve a calificar nuestra comprensión de la composición de los exoplanetas, agregó Salamat. Los investigadores han sugerido que la fase Ice-VIIt del hielo puede existir en abundancia en el manto superior de los planetas ricos en agua más allá de nuestro Sistema Solar, lo que significa que pueden vivir en condiciones habitables.

referencia_2:Oficina »Zakari M. Grande, q. Hugh Famy, Dean Smith, John H. Boysevert, Chanliang Huang, Jesse S. Smith, Near Goldman, Jonathan L. Belofy, Oliver Shauner, Jason H. Stephen և Ashkan Salamat 17 de marzo de 2022 Resumen físico B:.
DOI: 10.1103/PhysRevB.105.104109:

El personal del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore usó una gran supercomputadora para modelar el reordenamiento de la conexión, prediciendo que las transiciones de fase deberían tener lugar exactamente donde fueron medidas por los experimentos.

Los colaboradores adicionales incluyen a los físicos de la UNLV Jason Stephen, John Boysworth, el minero de la UNLV Oliver Jauner, el Laboratorio Nacional de Argonne y los científicos de la Universidad de Arizona.