Ученые открыли новую форму льда

Мы знаем 18 различных форм льда, образующихся как в естественных, так и в лабораторных условиях. Три года назад команда исследователей из Австрии изменила одну из существующих ледяных структур на форму β-XV. Теперь члены этой группы определили ее точную кристаллическую структуру, дав ответы на некоторые вопросы, пишет Science alert.

Исследователи говорят, что новое открытие поможет лучше понять образование льда во внеземных условиях.

Лед І – самая распространенная в природе форма. Чаще всего – в виде снега или града. Его атомы водорода упорядочиваются лишь под действием высокой температуры.

Какое-то время австрийские ученые работали со льдом группы VI. Эта форма редко встречается в природе – лишь при критической температуры (ядро Земли или спутник Сатурна Титан). Форма образуется путем охлаждения наледи до -143 градусов по Цельсию при давлении около 1 гигапаскаля.

Изменив этот процесс, несколько лет назад авторы проекта создали еще одну фазу льда β-XV – повысив давление до 2 гигапаскалей и опустив температуру до 103 градусов по Кельвину.

Затем ученые использовали «тяжелую» воду, поскольку обычный водород не имеет нейтронов в ядре. Тогда как в форме водорода «тяжелой воды» есть один нейтрон.

Чтобы определить порядок атомов в кристаллической решетке, ученым нужно было рассеять нейтроны от ядер, чтобы обычные атомы водорода ее не разрушили. Один из ученых добавил несколько процентов обычной воды к «тяжелой», ускорив процесс.

Это позволило команде получить нейтронные данные для построения кристаллической структуры. Как они и думали, она отличалась от льда XV. Это дало основания считать открытой 19-ю фазу льда.

«Это делает парные родственные фазы – первыми из известных, имеющих одинаковую структуру кислородной решетки, но с разным расположением атомов водорода. Это также означает, что впервые можно будет реализовать переход между двумя упорядоченными формами льда в экспериментах»,– пояснили авторы исследования.