نوع کاملاً جدیدی از یخ که با استفاده از توپ های فولادی بسیار سرد ساخته شده است

نوع جدیدی از یخ به نام یخ آمورف با چگالی متوسط، چگالی مشابه آب مایع دارد، بنابراین مطالعه آن می تواند به ما در درک رفتار عجیب آب در دماهای پایین کمک کند.

توسط لیا کرین

محققان شکل کاملا جدیدی از یخ را یافته اند. یخ بی شکل است، به این معنی که ساختار کریستالی منظمی ندارد و می تواند به کشف اسرار آب مایع کمک کند.

ما قبلاً دو نوع یخ بی شکل را می شناختیم: چگالی بالا و چگالی کم. یک شکاف در وسط وجود داشت و محققان فکر می کردند هیچ راهی برای ساخت یخ آمورف با چگالی متوسط ​​یا MDA وجود ندارد. اما زمانی که کریستف سالزمن از دانشگاه کالج لندن و همکارانش یخ معمولی را – که ساختار کریستالی شش ضلعی دارد – در یک لیوان با بلبرینگ‌های فولادی خنک‌شده تا 200- درجه سانتی‌گراد (328- درجه فارنهایت) قرار دادند، نیروهای برشی تولید شده توسط تکان‌خوردن ایجاد شد. MDA.

سالزمن می‌گوید: «این یکی از آن آزمایش‌های بعدازظهر جمعه بود که شما فقط آن را انجام می‌دهید و ببینید چه اتفاقی می‌افتد. ساده لوحانه، فکر می‌کنید هیچ اتفاقی نمی‌افتد، فقط یخ را به قطعات کوچک‌تر تقسیم می‌کنید. اما در کمال تعجب ما، اتفاقی افتاد.»

پودر سفید ریز تولید شده در این آزمایش دارای چگالی درست بین دو شکل شناخته شده دیگر یخ بی شکل بود، تقریباً دقیقاً همان چگالی آب مایع. این امر باعث شد تا محققان پیشنهاد کنند که ممکن است آب در فاز شیشه ای باشد، که نوعی ماده است که حتی در دماهای بسیار پایین مانند یک مایع رفتار می کند – در بازه های زمانی کوتاه، یک لیوان ممکن است جامد به نظر برسد، اما در در بازه های زمانی طولانی تری مانند یک مایع چسبناک جریان می یابد.

آب مایع، هرچقدر هم که ممکن است عادی به نظر برسد، پس از سرد شدن تا دمای بسیار پایین، اسرارآمیز را در خود جای داده است. بر اساس شکاف بین یخ‌های آمورف کم و چگالی بالا، محققان قبلاً پیشنهاد کرده‌اند که آب فوق‌سرد ممکن است در یک زمان در دو فاز مایع مختلف وجود داشته باشد که یکی بر روی دیگری شناور است، اما وجود MDA این ایده را زیر سوال می‌برد.

“این مانند یخ معمولی کریستالی نیست، چهره یخی که شما می شناسید، و چگالی آن مانند آب مایع است، بنابراین سوال بزرگ این است که این ماده چیست؟” سالزمن می گوید. من مطمئن هستم که اگر بتوانیم بفهمیم این MDA چیست، آنگاه آب مایع را خیلی بهتر درک خواهیم کرد.

MDA همچنین ممکن است یک عنصر مهم در قمرهای یخی بیرونی منظومه شمسی باشد. این جهان های عجیب به دلیل گرانش سیارات میزبان خود، نیروهای برشی شدیدی را تجربه می کنند که می تواند شرایط مناسبی را برای تشکیل MDA ایجاد کند. محققان همچنین دریافتند که وقتی این یخ گرم شد، گرمای خارق‌العاده‌ای آزاد می‌کند که می‌تواند تأثیر زیادی بر فعالیت‌های زمین‌شناسی آن دنیاها داشته باشد.