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水被证实能在2000度高温下凝固,科学家实验室中造出超级冰:冰18

 千冰室 2022-03-24

水在地球自然条件下有三种状态,常温液态,零下固态,100度也可以变成气态,但大家是否知道,水在高温状态下,有的时候还真的未必就会变成气态,也可以结冰的。在之前,就已经有科学家做过实验了,证明水还真的可以变成另一种固态,被称作为超级冰——冰18。

冰18的想象图

通过X射线,科学家发现,水在这种极端条件下呈现出全新的形态!冲击波里的水并没有成为过热液体或气体,而是凝固、结晶成冰。研究证实了水的新相位——“超离子冰”(superionic ice)的存在。

不同于我们见过的冰,超离子冰是黑色的,密度是普通冰的4倍,其温度更是高达2000摄氏度,相当于太阳表面温度的一半 ,而它熔点高达4700摄氏度。

实验室中的发现

目前,科学家发现并包含了18种晶体结构。其中,我们最熟悉的“普通冰”,其余的冰晶按照2~17编号。

按照编号顺序,此次发现的全新冰晶结构为冰18。此前发现的所有水冰都是由完整的水分子构成的,每个水分子中都有一个氧原子与两个氢原子相连。但超离子冰并非如此,它的形态结构也是令人啧啧称奇:部分是固体,部分是液体。

在极端条件下发现的超离子冰提醒我们,在广袤宇宙中,极端环境下的物质存在形式可能与地球上的物质截然不同,这暗示着我们需要摆脱惯性思维,不再以地球环境为思考的起点,而是用一种全新的眼光,去重新丈量宇宙。

基础物理学的发展不仅仅在科学研究上有重大意义,它对人类物质文明的发展、对社会生活的推动作用也巨大。例如体积越来越小、功能越来越强的现代电子设备和已经得到广泛应用的5G技术、GPS导航定位技术都是基础物理学不断发展带来的成果。

物理学的魅力不仅限于科学,而且推动了技术和社会的进步,极大地造福于人类。中国能够在不到一个世纪追赶上发达国家,甚至领先于他们,靠的就是基础科学的研究,谁培养更多的科学人才,谁就能更早地踏入未来,享受科技带来的便利,现在国家也是越来越重视科学人才的待遇。

大至宇宙,小到基本粒子,可以说我们就在物理的世界,是外界事物的本质。

一句话,物理与我们每个人的生活都息息相关。

但为数不少的家长和孩子在涉及“物理”时,往往陷入一个误区,那就是只把它当作上初中以后的事,当作一门程式化、规则化的正式课程去对待。无数的公式,抽象的概念,仿佛离现实很遥远。这些知识太枯燥乏味、太不接地气了,物理的自然魅力已经丧失!

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