Teadlased lõid eksootilise jää, mis on ühtaegu vedel ja tahke ({{commentsTotal}})

Tehtud katsed kinnnitavad, et Neptuuni sisemuses võib leiduda superioonilist jääd.
Tehtud katsed kinnnitavad, et Neptuuni sisemuses võib leiduda superioonilist jääd. Autor/allikas: NASA

Teemantide ja ülivõimsa laseriga katseid teinud füüsikud teatasid uut tüüpi veejää loomisest. Kuigi ühtaegu vedelikku ja tahkist meenutava superioonilise jää olemasolu ennustati juba aastate eest, on tegu esimese korraga, kui seda on kontrollitud tingimustes reaalselt nähtud.

"Tegu on keeruka eksperimendiga ja meil võttis juba mõõtmiste tegemine aega kaks aastat. Tulemuse osas täie kindluse saavutamiseks tarvilike analüüsimeetodite välja töötamine nõudis veel kaks aastat, nii et oleme lõpptulemuse üle päris uhked," sõnas uurimust eest vedanud Marius Millot, Lawrence Livermore'i riikliku labori füüsik.

Astronoomid on näinud superioonilist jääd ühe võimaliku põhjusena, miks on Päikesesüsteemi välisplaneetide Uraani ja Neptuuni magnetväli selle keskpunkti suhtes kergelt nihkes. Populaarse teooria kohaselt ei teki magnetväli mitte nende tuuma pöörlemise tõttu, vaid planeetide vahevöös asuvates superioonilise jää kihtides. Ülikõrge temperatuuri ja rõhu tõttu erineb eksootilise jää struktuur tavalisest jääst märkimisväärselt.

Tavaolekus meenutavad vee molekulid harali harudega V-tähte, mille tippudes paiknevad vesiniku aatomid. Seejuures üritavad olla vesiniku aatomid korraga samal joonel kahe hapniku aatomiga. Mida madalam on temperatuur, seda tähtsamaks vesiniksidemed muutuvad. Seda rohkem jääb molekulide vahele tühja ruumi. See on põhjus, miks veejää erinevalt teistest ainetest külmudes paisub.

Superioonilise jää tekkides moodustavad hapniku aatomid korrapärase kristallvõre. Teisisõnu on tegu tahkisega. Vesinik saab aga samal ajal võres vabalt ringi voolata, meenutades vedelikku "Tegu on tõepoolest veidra ainega. Tavainimesel võib olla ka veidi kummaline mõelda, et veejää temperatuur võib olla seejuures paar tuhat kraadi," märkis Millot. Seetõttu ei tule ehk üllatusena, et katseid tehti ebamaistes tingimustes.

Millot surus esmalt tilga vett kahe teemant-alasi vahel sedavõrd kokku, et selle avaldatav rõhk ületas atmosfäärirõhku merepinnal 25 000 korda. Juba selle tulemusel hakkas tekkima eksootilisemat sorti jää VII. See on tavalisest jääst ligikaudu 60 protsenti raskem ja toatemperatuuril tahke.

Loodud jää VII toimetati seejärel teise laboratooriumisse, kus pommitati selle tillukest tükki võimsa laseriga. Vallandunud lööklainete mõjul kasvas paarikümneks miljardikuks sekundiks rõhk jää sisemuses Maa atmosfäärirõhust enam kui miljon korda kõrgemaks. Sellega käsikäes kasvas jää temperatuur.

Neid tähelepanekuid olid Millotist sõltumatud töörühmad teinud tegelikult varemgi. Kuid toona ei õnnestunud teadlastel välja selgitada, kas kristallvõre sees voolasid elektronid või ioonid. Nüüd suutsid teadlased loodud ühendi otseselt pildile püüda. See oli tõepoolest läbipaistmatu. Elekronide korral oleks peegeldanud loodud jää valgust nagu metallid.

"Seega oleme eksperimentaalselt kinnitanud, et arvutisimulatsioonide põhjal tehtud ennustused põhinesid tõepoolest vee tegelikul käitumisel, mitte mingit sorti tehislikul nähtusel," kinnitas Millot. Tekkinud jää hakkas sulama ligikaudu 4700 °C juures.

Selles osas, millist otsest praktilist kasu saavutusest tõuseb, jäi töörühm napisõnaliseks. Samas märkis Millot, et see arvardab tõenäoliselt teadlaste nägemust selles osas, milliseid materjale üleüldse tehislikult luua saab.

Uurimus ilmus ajakirjas Nature Physics.



ERR kasutab oma veebilehtedel http küpsiseid. Kasutame küpsiseid, et meelde jätta kasutajate eelistused meie sisu lehitsemisel ning kohandada ERRi veebilehti kasutaja huvidele vastavaks. Kolmandad osapooled, nagu sotsiaalmeedia veebilehed, võivad samuti lisada küpsiseid kasutaja brauserisse, kui meie lehtedele on manustatud sisu otse sotsiaalmeediast. Kui jätkate ilma oma lehitsemise seadeid muutmata, tähendab see, et nõustute kõikide ERRi internetilehekülgede küpsiste seadetega.
Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: