Novi Naučni Proboj: Otkriće Leda XXI

U neviđenom naučnom postignuću, tim istraživača uspio je identificirati potpuno novi put kristalizacije vode, što je dovelo do otkrića nove i nepoznate faze leda poznate kao “led XXI”. Ovo otkriće poboljšava naše razumijevanje kako se led formira pod ekstremnim pritiscima i temperaturama.

Kako se led formira pod visokim pritiskom

Obično se voda pretvara u led kada njena temperatura padne ispod nule stepeni Celzijusa. Međutim, pritisak može igrati ključnu ulogu u procesu kristalizacije, gdje se led može formirati na mnogo višim temperaturama od tačke ključanja kada se primijeni dovoljno visok pritisak.

Na primjer, kada se voda komprimira na više od 0,96 gigapaskala na sobnoj temperaturi, ona se pretvara u led VI. Ovi procesi dovode do složenog preuređivanja vodikovih veza između molekula vode, što rezultira raznovrsnim ledenim strukturama koje zavise od okolnih uslova.

Istorija istraživanja leda

Tokom prošlog stoljeća, naučnici su uspjeli identificirati 20 različitih kristalnih oblika leda putem modifikacije pritiska i temperature. Ovi oblici postoje u širokom rasponu koji prelazi 2000 Kelvina u temperaturama i 100 gigapaskala u pritisku. Jedno od najsloženijih područja u dijagramu faza vode je područje između atmosferskog pritiska i 2 gigapaskala, gdje se okuplja više od deset različitih faza leda.

Napredne tehnike iza otkrića

Tim iz Korejskog instituta za nauku i tehnologiju (KRISS) uspio je stvoriti superkomprimirano tekuće stanje, gdje je voda ostala u tekućem stanju pri pritisku većem od 2 gigapaskala, što je više nego dvostruko od pritiska potrebnog za kristalizaciju. To je postignuto korištenjem dinamičke dijamantske nakovnje ćelije (dDAC), koja je napredni alat za visoki pritisak razvijen u KRISS-u.

Ćelija dDAC smanjuje mehaničke šokove i skraćuje vrijeme pritiska sa desetina sekundi na samo 10 milisekundi, što omogućava da se voda gurne duboko u područje pritiska leda VI dok ostaje u tekućem stanju.

Međunarodna saradnja u istraživanju

U ovom otkriću učestvovalo je 33 istraživača iz Južne Koreje, Njemačke, Japana, Sjedinjenih Američkih Država i Engleske, u saradnji sa naučnicima u Evropskom XFEL-u i DESY-u. Projekat je predložen i vođen od strane Korejskog instituta za nauku i standarde (KRISS) pod vodstvom dr. Lee Jeon Woo-a.

Važnost otkrića

Novi led, led XXI, sadrži veliku i složenu jedinicu ćelije u poređenju s drugim poznatim fazama. Ovo otkriće može pružiti dublje razumijevanje formiranja leda u sličnim okruženjima, poput visokopritisnih ledenih slojeva unutar Jupiterovih i Saturnovih mjeseca, što može ponuditi nove tragove za istraživanje porijekla života u ekstremnim svemirskim uslovima.

Zaključak

Otkriće leda XXI predstavlja veliki korak u razumijevanju fizike visokog pritiska i planetarnih nauka. Korištenje naprednih tehnika poput dDAC ćelije i evropskih XFEL objekata pomoglo je u postizanju ovih revolucionarnih rezultata. Sa nastavkom istraživanja u ovom području, mogli bismo svjedočiti još većim otkrićima koja otvaraju nove horizonte u nauci.