Странное новое состояние материи может скрываться внутри Урана и Нептуна
Компьютерное моделирование выявило экзотическую «сверхионную» фазу углеродного гидрида, которая может объяснить аномальные магнитные поля ледяных гигантов
Короткое резюме
Ученые из Института Карнеги обнаружили свидетельства существования ранее неизвестного состояния материи в недрах планет-ледяных гигантов, таких как Уран и Нептун. Сложные квантовые симуляции показали, что под колоссальным давлением и температурой углерод и водород образуют гибридную «сверхионную» фазу, где атомы водорода движутся по спиральным траекториям внутри жесткой углеродной решетки.
Исследование, опубликованное в «Природа Коммуникации», моделировало условия, соответствующие глубинам ледяных гигантов: давление от 500 до 3000 гигапаскалей и температуру от 4000 до 6000 Кельвинов. В этих экстремальных условиях углерод формирует упорядоченную гексагональную структуру, а водород приобретает квазиодномерную подвижность, создавая состояние, которое является одновременно и твердым, и жидким. Это явление может происходить в слоях «горячего льда», состоящих из воды, метана и аммиака, которые, как полагают, существуют под атмосферами этих планет.
Открытие имеет ключевое значение для понимания теплопереноса, электропроводности и, что особенно важно, генерации необычных магнитных полей Урана и Нептуна. Направленное движение атомов водорода может кардинально влиять на энергетические потоки в недрах планет. Помимо планетологии, исследование проливает свет на сложное поведение простейших элементов в экстремальных условиях и может привести к новым открытиям в материаловедении и инженерии.
Новое состояние материи
Углеродный гидрид (CH) при экстремальных условиях образует квазиодномерную сверхионную фазу, где водород движется по спиральным путям внутри углеродного каркаса
Условия формирования
Фаза существует при давлениях в миллионы раз выше земного (500-3000 ГПа) и температурах в тысячи градусов Кельвина, что соответствует недрам ледяных гигантов
Влияние на планетарные процессы
Направленная подвижность водорода может определять перенос тепла и электричества, что критически важно для объяснения аномальных магнитных полей Урана и Нептуна
Слои «горячего льда»
Предполагается, что эта фаза может существовать в экзотических внутренних слоях планет, состоящих из воды, метана и аммиака под чудовищным давлением
Текст сгенерирован с использованием ИИ
