科学家首次拍下地球水冷凝成“外星冰”过程

林小春

2017年07月12日15:41  来源:新华社
 
原标题:科学家首次拍下地球水冷凝成“外星冰”过程

美国研究人员11日在新一期《物理学评论通讯》上报告说,他们首次在实验室中实时拍下地球上的水冷凝成一种“外星冰”的过程。

通常情况下,地球上的水无论在冰川还是冰箱中,都会冷凝成六方体晶体结构的冰。但在两个冰冻行星相撞等外星高压环境中,有时会形成一种叫作“冰七”的立方体晶体结构的冰。科学家认为,土星最大的卫星土卫六上就有大量“冰七”存在。

美国斯坦福大学等机构研究人员报告说,他们首次实时拍到了“冰七”在地球上的形成过程。

研究小组利用世界上最强的X射线激光器“直线加速器相关光源”,向一个含有液态水样本的小目标发射绿色强激光,瞬间蒸发目标表面的金刚石层,从而产生强大冲击波,以超过海平面大气压5万倍的压强压缩液态水样本。

与此同时,一个叫自由电子激光器的装置射出第二道激光,形成一系列持续千万亿分之一秒的超短脉冲,实时拍下液态水在超高压下形成“冰七”的过程,其工作原理类似于相机闪光拍照。

研究结果显示,从液态水到“冰七”的相变过程只用了6纳秒(1纳秒为10亿分之一秒)。

研究人员指出,这项成果不仅有助带来制备奇异特性新材料的新方法,也可帮助人们更好地了解地球以外的岩石行星上水的各种形态及成因。

(责编:卢少雄、蒋成柳)