Фото: Shutterstock
Международная группа ученых из США и Канады выявили аномальные свойства аморфного льда, который образуется при экстремально низких температурах и высоком давлении. Считалось, что эта фаза непосредственно связана с жидкой водой, что помогало объяснить некоторые аномальные свойства последней, однако новые результаты показали, что это не так. Об этом сообщает издание Science Alert.
Исследователи попытались получить аморфный лед, заморозив сферу тяжелой воды диаметром три миллиметра при температуре минус 173 градуса Цельсия и постепенно повышая давление до 28 тысяч атмосфер. Однако вместо нужной фазы они получили ряд переходящих друг в друга кристаллических модификаций. Сначала образовался обычный лед с гексагональной структурой, затем лед IX, лед XV и, наконец, лед XIII.
Выяснилось, что аморфная форма образуется вместо льда IX только при быстром увеличении давления. В этом случае обычный лед уже не может превратиться в лед XV. Таким образом, образование аморфного льда на самом деле является следствием прекращения трансформации между двумя кристаллическими модификациями, что ставит под сомнение текущую теорию.
Аморфный лед имеет три разновидности. Один из них — аморфный лед высокой плотности (HDA) — получают из обычного льда при давлении 11 тысяч атмосфер и температуре менее минус 143 градусов Цельсия. Процесс получения HDA описан как термодинамическое таяние, то есть считалось, что эта фаза является стеклообразным состоянием воды.
Благодаря способности обратимо превращать HDA в аморфный лед низкой плотности, ученые разработали двухжидкостную модель, согласно которой каждая форма аморфного льда связана с одним из двух компонентов жидкой воды (нормальным и сверхтекучим). Это могло объяснить некоторые аномальные свойства жидкой фазы, связанные с плотностью и теплоемкостью.
