Student World

Tato fáze se pokládá za jakýsi přechod mezi pevnou látkou a kapalinou. Atomy kyslíku jsou zde usazeny pevně na svých místech jako v ledu, naopak ale vodík mezi nimi volně „teče“; kdybychom tuto látku přímo pozorovali, asi by nám prý připomínala spíše kapalinu. Nyní vědci zjistili, že ale i samotná superionická voda může existovat v minimálně dvou formách, z nichž ta nově objevená je dokonce asi stabilnější. Předpokládá se, že právě v této podobě by voda mohla existovat v nitru Uranu a Neptunu – především spolu s amoniakem a metanem.

Nový objev mají na svědomí Hugh F. Wilson (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, Austrálie), Michael L. Wong a Burkhard Militzer (University of California, Berkeley). Článek byl publikován ve Physical Review Letters.Celý stavový diagram vody je prý extrémně složitý; jen pevných fází je v něm 15 – tedy takových, jejichž existence byla potvrzena i laboratorně. 8 dalších je předpovězeno na základě teoretických modelů.

Samotná superionická voda byla pod názvem body centered cubic (bcc) původně předpovězena v roce 1999 počítačovým modelováním. Vědci předpokládají, že tato fáze existuje při teplotě několika tisíců Kelvinů a tlaku 0.5 Mbar (tedy asi 500 000krát více než atmosferický tlak). Nový výzkum ale ukázal, že bcc fáze by měla samovolně přecházet na stabilnější fázi fcc (face centered cubic). Rozdíl mezi nimi se týká tvaru krystalové mřížky atomů kyslíku. Fcc fáze by měla být stabilní až do tlaku 1 Mbar. Oproti bcc fázi bude mít pravděpodobně trochu větší hustotu a vodík bude méně pohyblivý; v důsledku toho budou mít obě fáze superionické vody také různou tepelnou a elektrickou vodivost. Co se týče dalších výzkumů, vědci chtějí experimentálně zachytit samotný fázový přechod mezi formami bcc a fcc, dále připravit i třetí formu superionické vody, jejíž existenci předpověděli.

Uran a Neptun jsou poměrně málo prozkoumané, mj. se vyznačují neobvyklým magnetickým polem. Je možné, že superionická voda by mohla představovat klíč i k řešení této záhady. Obě planety mají mimochodem také podobnou hmotnost, hustotu a chemické složení, Neptun nicméně na rozdíl od Uranu má nějaký významný vnitřní zdroj tepla. Této odlišnosti obou planet také zatím příliš nerozumíme.

O „čtvrtém skupenství vody“ viz na ScienceWorldu také starší článek.
Zdroj: Phys.org

autor Pavel Houser