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科学家利用高压和逾 2000 高温制造超离子冰

Solidot·2026/9/11 14:43:00🔗 原文

📋总体概括

法国研究团队在实验室首次制造并观测到六方密堆积(hcp)结构的超离子冰:将微量水置于钻石对顶砧之间,施加高达230万大气压(约为地核压力360万大气压的三分之二),并用激光加热至2,630K(约2,357℃),再通过高能同步辐射X射线扫描捕捉氧原子的hcp排列。该物质中氧原子锁定在固态晶格,氢原子核如液体般自由穿梭,兼具固液特性。此实验旨在模拟天王星、海王星等冰巨行星内部环境,并揭示了fcc结构随温压升高经层间滑移转变为更稳定的hcp结构的过程。

关键信息

  • 法国团队在230万大气压、2,630K条件下首次制得六方密堆积超离子冰,实验压力约为地核360万大气压的三分之二
  • 超离子冰中氧原子被锁定在固态晶格,氢原子核像液体粒子一样自由扩散,是介于固液之间的异相态
  • 高能同步辐射X射线扫描首次捕捉到氧原子呈hcp排列的结晶,证实fcc结构经层间滑移转变为hcp
  • 该实验旨在模拟天王星与海王星等冰巨行星内部的极端温压环境,为理解冰行星内部结构提供依据

🔥犀利点评

这看似是基础物理的冷知识,实则是解码冰巨行星的钥匙——天王星海王星的磁场异常、内部热演化,都可能与超离子层直接相关。用钻石对顶砧加激光复现行星内部的「锅底环境」,是人类在地球上做行星科学的极致操作。别指望这技术有民用前景,但行星磁发电机模型的修正,可能就藏在氢核自由穿梭的晶格里。

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