นักวิทยาศาสตร์ประสบความสำเร็จในการสร้างน้ำแข็งที่อุณหภูมิร้อนจัดราวกับผิวหน้าดวงอาทิตย์

เมื่อพูดถึงน้ำแข็ง เราจะนึกถึงการนำน้ำไปแช่ในตู้เย็นเพื่อลดอุณหภูมิของน้ำให้ต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง (0 องศาเซลเซียส) ซึ่งที่อุณหภูมิดังกล่าวโมเลกุลของน้ำจะจัดเรียงตัวใหม่ให้ใกล้ชิดกันมากขึ้นและเกิดโครงสร้างที่มีความเป็นผลึกขึ้นมา

แต่เมื่อเราทำการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำให้มากกว่า 0 องศาเซลเซียส น้ำแข็งก็จะละลายกลายสภาพกลับไปเป็นน้ำดังเดิม อย่างไรก็ตามนอกจากการลดอุณหภูมิลงแล้ว นักวิทยาศาสตร์ยังพบว่าน้ำแข็งสามารถเกิดขึ้นได้ในสภาวะที่มีอุณหภูมิมหาศาลราวกับผิวหน้าดวงอาทิตย์ (ราวๆ 5000 องศาเซลเซียส) ได้โดยอาศัยความดันที่เหมาะสม โดยน้ำแข็งดังกล่าวมีชื่อเรียกว่า superionic ice

superionic ice เป็นโครงสร้างพิเศษของน้ำแข็งซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้ในสภาวะที่มีอุณหภูมิอย่างน้อยที่ 4700 องศาเซลเซียส และความดันบรรยากาศที่มากกว่าความดันบรรยากาศของโลกประมาณหนึ่งล้านเท่า โดยในการทำให้เกิด superionic ice ขึ้นมานั้น เมื่อน้ำได้รับอุณหภูมิและความดันที่สูงมากๆ อะตอมของออกซิเจนจะเรียงตัวกันขึ้นมาเป็นโครงสร้างผลึกโดยมีไอออนของอะตอมไฮโดรเจนเคลื่อนที่อยู่รอบๆ ทำให้น้ำแข็ง superionic มีได้ถึงสองสถานะในเวลาเดียวกันคือของแข็งและของเหลว โดยน้ำแข็งเหล่านี้สามารถพบได้ในใจกลางของดาวเคราะห์อย่างยูเรนัสและเนปจูน

นักวิทยาศาสตร์จาก The Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ในแคลิฟอร์เนียร์และจากมหาวิทยาลับ Rochester ในนิวยอร์ค ได้ทำการทดลองแปลงสภาพน้ำให้กลายเป็นน้ำแข็ง superionic โดยใช้แสงเลเซอร์เป็นตัวให้ความร้อนกับน้ำจนมีอุณหภูมิสูงถึง 4700 องศาเซลเซียส ภายใต้ความดัน 2 ล้านเท่าของความดันบรรยากาศ และก็ประสบความสำเร็จในการสร้าง superionic ice ขึ้นมา หลังจากที่มันถูกกล่าวถึงครั้งแรกในปี 1988 ว่ามันสามารถเกิดขึ้นได้ภายใต้สภาวะที่เหมาะสมอย่างเช่นบริเวณแกนกลางของดาวยูเรนัสและเนปจูน

1-s2.0-S0262407910621227-fx1

ซึ่งผลจากความสำเร็จในครั้งนี้จะช่วยยืนยันความเป็นไปได้ที่จะพบ superionic ice ในบริเวณแกนกลางของดาวยูเรนัสและเนปจูน เนื่องจากดาวทั้งสองดวงมีน้ำเป็นองค์ประกอบในแกนดาว รวมถึงอุณหภูมิและความดันภายในแกนดาวนั้นมากเพียงพอที่จะทำให้เกิด superionic ice ขึ้นมาได้ นอกจากนั้นแล้วในงานวิจัยระดับต่อๆไป นักวิทยาศาสตร์ได้มุ่งเป้าไปยังการหาวิธีควบแน่นธาตุฮีเลียม เพื่อยืนยันความเชื่อที่ว่าเราสามารถพบฮีเลียมที่เป็นของแข็งได้ภายในแกนกลางของดาวพฤหัสและดาวเสาร์ด้วย

ที่มา http://www.iflscience.com/physics/scientists-have-created-a-type-of-ice-thats-almost-as-hot-as-the-surface-of-the-sun/
เรียบเรียงโดย @MrVop