نوع کاملاً جدیدی از یخ ساخته شده از توپ های فولادی بسیار سرد

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. سوراخی در وسط آن وجود داشت و محققان فکر می کردند هیچ راهی برای ساختن یخ با چگالی متوسط ​​بی شکل یا MDA وجود ندارد. اما زمانی که کریستوف سالزمن از دانشگاه کالج لندن و همکارانش یخ معمولی – که ساختار کریستالی شش ضلعی دارد – را در ظرفی از بلبرینگ های فولادی که تا 200- درجه سانتیگراد (328- درجه فارنهایت) خنک شده بود قرار دادند، نیروهای برشی ناشی از درهم آمیختگی ایجاد شد. MDA.

سالزمن می‌گوید: «این یکی از آن آزمایش‌ها در بعدازظهر جمعه بود که می‌توانید این کار را انجام دهید و ببینید چه اتفاقی می‌افتد. ساده لوحانه، فکر می‌کردی هیچ اتفاقی نمی‌افتد، فقط می‌توانی یخ را به قطعات کوچک‌تر بشکنی. اما در کمال تعجب، اتفاقی افتاد.»

پودر سفید ریز تولید شده در این آزمایش دارای چگالی بین دو شکل شناخته شده دیگر یخ بی شکل بود، تقریباً با چگالی آب مایع. این امر باعث شد که محققان پیشنهاد کنند که آب ممکن است در فاز شیشه‌ای قرار داشته باشد، نوعی ماده که حتی در دماهای بسیار پایین مانند یک مایع رفتار می‌کند – در مدت زمان کوتاه، شیشه ممکن است به صورت جامد ظاهر شود، اما در طولانی تر مانند یک مایع چسبناک جریان می یابد.

آب مایع، هرچقدر هم که معمولی به نظر برسد، پس از سرد شدن تا دمای بسیار پایین، رمز و راز دارد. بر اساس شکاف بین یخ آمورف کم چگالی و چگالی بالا، محققان قبلاً پیشنهاد کردند که آب فوق سرد ممکن است در واقع در دو فاز سیال مختلف به طور همزمان وجود داشته باشد، یکی روی دیگری شناور باشد، اما وجود MDA این ایده را زیر سوال می برد. .

“مثل برف معمولی کریستالی نیست، یخ روبه‌رو نیست، 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 یاد بگیریم که MDA چیست، آب مایع را بهتر درک خواهیم کرد.”

MDA همچنین ممکن است جزء مهمی از قمرهای یخی بیرونی منظومه شمسی باشد. این جهان های بیگانه به دلیل گرانش سیارات میزبان خود تحت نیروهای برشی شدید قرار می گیرند که می تواند شرایط مناسبی را برای تشکیل MDA ایجاد کند. محققان همچنین دریافتند که وقتی این یخ گرم می‌شود، مقدار غیرمعمولی گرما آزاد می‌کند که می‌تواند تأثیر قابل‌توجهی بر فعالیت‌های زمین‌شناسی آن دنیاها داشته باشد.