Većina ljudi poznaje samo heksagonalni led Ih, ali naučnici su u laboratorijama stvorili preko 20 egzotičnih faza leda koje nastaju pod ekstremnim pritiscima i niskim temperaturama. Najnovije otkriće, led XXI, primijećeno je zahvaljujući x-zračnom slobodno-elektronskom laseru i postoji veoma kratko. Neke od ovih faza mogle bi se formirati u unutrašnjosti planeta poput Neptuna, a istraživanja proširuju razumevanje ponašanja vode pod ekstremnim uslovima.
Otkriven Led XXI i Više Od 20 Egzotičnih Fazâ Leda — Kako Voda Menja Lice Pod Ekstremnim Uslovima
Amanda Montañez; Sources:“Water Structure and Science,”by Martin Chaplin; webpage archived from the original on February 11, 2025(ice crystal structures and types of crystalline ice);“Phase Diagram of Water,”by Cmglee; updated image posted to Wikipedia February 19, 2025(water phases)
Većina ljudi poznaje samo uobičajeni heksagonalni led Ih, ali voda skriva znatno bogatiju lepotu: naučnici su u laboratorijama eksperimentalno stvorili više od 20 različitih kristalnih faza leda, koje se javljaju samo pod vrlo ekstremnim uslovima.
Kako nastaju različiti oblici leda
U srcu svih ovih faza stoji ista molekula — H2O: atom kiseonika povezan sa dva atoma vodonika pod uglom od približno 104,5°. Molekuli vode međusobno se povezuju preko vodoničnih veza, a različiti prostorni rasporedi tih veza daju nastanak različitih kristalnih rešetki — od heksagonalnih prizmi i kubičnih struktura do manje poznatih romboedarskih i tetragonalnih sistema.
Ekstremni eksperimenti i "kvazikvantno" ponašanje
Vodonične veze su izuzetno osetljive na promene temperature i pritiska, pa pri određenim pragovima molekuli vode naglo reorganizuju svoje međusobne odnose. Istraživači zato primenjuju ekstremne uslove: pritiske i do ~3.000 puta većeg od atmosferskog ili vrlo niska hlađenja (u nekim eksperimentima čak do −330 °F, odnosno ≈ −200 °C), ponekad uz hemijske dodatke poput hidroksida kalijuma, da bi stabilizovali ili ubrzali prelaze između faza.
Otkriven Led XXI
Najnovije otkriće, nazvano led XXI, opisano je u časopisu Nature Materials. To je kratkotrajna, blokasta kristalna struktura koja se formira iz superkompresovane vode i postojala je samo veoma kratko — dovoljno dugo da je otkriju zahvaljujući izuzetno snažnom x-zračnom slobodno-elektronskom laseru (x-ray free-electron laser). Ovaj instrument funkcioniše kao kamera velike brzine i omogućava posmatranje procesa koji se odvijaju za delić sekunde.
Zašto je to važno?
Otkrivanje takvih prolaznih faza širi naše razumevanje fundamentalne fizike vode i ponašanja materije pod ekstremnim uslovima. Iako ove forme leda ne nastaju prirodno na površini Zemlje, neke od njih mogle bi postojati u unutrašnjosti velikih ledenih planeta i njihovih meseca — na primer duboko u Neptunu ili u drugim egzotičnim okruženjima Sunčevog sistema i izvan njega.
„Voda je prelep, elegantan sistem koji stalno pokazuje nova, izvanredna ponašanja“, kaže Ashkan Salamat, fizički hemičar sa University of Nevada, Las Vegas. „Još uvek ima novih i uzbudljivih stvari koje možemo otkriti.“
Ovo istraživanje ne samo da proširuje katalog poznatih kristalnih faza vode, već uvodi i vreme kao ključnu promenljivu u eksperimentima — zahvaljujući brzini i preciznosti novih detekcionih tehnika poput slobodno-elektronskih lasera.
Pomozite nam da budemo bolji.
