在科特·范尼加特(Kurt Vonnegut)的经典科幻小说《猫的摇篮》(Cat's Cradle)中,主角意外接触到了一种独特形态的水,它就是在室温下呈现固态的“冰九”(ice-nine)。


在小说里,作者声称任何与冰九接触的液态水,都会立即被冻结,最终导致世界上所有的海洋都变成了冰面。令人震惊的是,加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的科学家们,竟然打造出了与小说中描绘得同样狂野的“超级冰”。


水在2000多度高温下竟能结成冰?科学家造出神秘超级冰!-Most01


研究人员称之为“冰十八”(XVIII),不过它只是一种极端形态的冰,无法像虚构的冰九那样冻结整个世界,因为冰十八必须在极其炎热的温度(约 5000℉ / 2760℃)和极端大气压(400 万倍)的情况下存在。


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研究配图 - 1:实验理念 / 未按比例缩放


显然,水(H2O)一种性质相当奇特、分子结构令人难以置信的神奇物质。在 5 月 8 日出版的《自然》(Nature)期刊上,研究人员详细介绍了冰十八的打造方法。


报道称,LLNL 团队使用了六套巨大的激光束来产生极端强度的冲击波,将微量的水“速冻”(flash-freeze)起来。


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研究配图 - 2:利用一维拉格朗日辐射流体动力学,模拟确定反射压缩路径。


论文主要作者 Marius Milot 在一份新闻稿中称:


我们设计的实验目标是将水压缩冻结称固态的冰,但不确定在保持此等压力和温度的条件下,冰晶是否真的能够在几十亿分之一秒的时间内形成。

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研究配图 - 3:X-射线衍射的数据与结果


根据构成水分子的氢氧原子的不同排列,冰存在着许多不同的构型。此前,该团队已通过计算机模拟证明这种冰这一存在,但现在他们首次在地球上制成冰十八、并记录了它的影像。


Marius Milot 补充道 —— 计算机模拟为超离子冰提出了许多不同的潜在冰晶结构,而我们的研究为其提供了一项关键的试验。

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研究配图 - 4:水相图


看到这你可能已经暗暗咋舌了,冰十八需要如此极端的条件才能形成,只怕在整个宇宙中都不可能找到它的存在了。然而情况并没有这么悲观,根据科学家们的说法,在我们太阳系中可能就大量存在这种神秘的超级冰,甚至比整个地球的质量还要大得多。


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因为太阳系边缘还有两颗巨大的冰巨行星——天王星和海王星,它们的质量比地球大十多倍,其成分中又绝大多数是水,所以科学家们认为,在它们表面8000公里以下的深处,可以形成这种超级冰的厚实地幔。


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