水在2000多度高温下竟能结成冰？科学家造出神秘超级冰十八

在科特·范尼加特（Kurt Vonnegut）的经典科幻小说《猫的摇篮》（Cat's Cradle）中，主角意外接触到了一种独特形态的水，它就是在室温下呈现固态的“冰九”（ice-nine）。

在小说里，作者声称任何与冰九接触的液态水，都会立即被冻结，最终导致世界上所有的海洋都变成了冰面。令人震惊的是，美国加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）的科学家们，竟然打造出了与小说中描绘得同样狂野的“超级冰”。

研究人员称之为“冰十八”（XVIII），不过它只是一种极端形态的冰，无法像虚构的冰九那样冻结整个世界，因为冰十八必须在极其炎热的温度（约 5000℉ / 2760℃）和极端大气压（400 万倍）的情况下存在。

▲研究配图：实验理念 / 未按比例缩放

显然，水（H2O）一种性质相当奇特、分子结构令人难以置信的神奇物质。在5月8日出版的《自然》（Nature）期刊上，研究人员详细介绍了冰十八的打造方法。

报道称，LLNL 团队使用了六套巨大的激光束来产生极端强度的冲击波，将微量的水“速冻”（flash-freeze）起来。

▲研究配图：利用一维拉格朗日辐射流体动力学，模拟确定反射压缩路径。

论文主要作者 Marius Milot 在一份新闻稿中称：

我们设计的实验目标是将水压缩冻结称固态的冰，但不确定在保持此等压力和温度的条件下，冰晶是否真的能够在几十亿分之一秒的时间内形成。

▲研究配图：X-射线衍射的数据与结果

根据构成水分子的氢氧原子的不同排列，冰存在着许多不同的构型。此前，该团队已通过计算机模拟证明这种冰这一存在，但现在他们首次在地球上制成冰十八、并记录了它的影像。

Marius Milot 补充道 —— 计算机模拟为超离子冰提出了许多不同的潜在冰晶结构，而我们的研究为其提供了一项关键的试验。

▲研究配图：水相图

看到这你可能已经暗暗咋舌了，冰十八需要如此极端的条件才能形成，只怕在整个宇宙中都不可能找到它的存在了。

然而情况并没有这么悲观，根据科学家们的说法，在我们太阳系中可能就大量存在这种神秘的超级冰，甚至比整个地球的质量还要大得多。

因为太阳系边缘还有两颗巨大的冰巨行星——

天王星和海王星，

它们的质量比地球大十多倍，

其成分中又绝大多数是水，

所以科学家们认为，

在它们表面8000公里以下的深处，

可以形成这种超级冰的厚实地幔。

编辑：储舒婷
责任编辑：顾军

来源：毒科技、《自然》