據New Atlas報道，水的形式比許多人認為的要多得多，現在科學家們在實驗室里重新創造了一個特別奇怪的形式–一種可能存在於天王星和海王星等行星深處的“熱黑冰”。
水的這一階段被稱為“超離子冰”，它在極高的溫度和壓力下形成，導致水分子分離成其組成的氫離子和氧離子。然後氧離子排列成一個立方體的晶格，氫離子圍繞着它自由移動。總之，這使超離子冰具有相對較高的導電性和較低的密度，並且顏色較深。
不過，實際研究這種東西一直很棘手。這個階段已經被理論化了幾十年，實驗證據在20世紀90年代開始出現，但直到2019年，科學家們才設法在實驗室里生產出超離子冰。然而，在那個實驗中，它只持續了一瞬間。
現在，美國阿貢國家實驗室的科學家已經成功製造出穩定的超離子冰，其持續時間足以進行更詳細的研究。首先，通過在一個鑽石砧槽中擠壓水的樣本來施加壓力，然後用激光對水進行加熱。最後，一個被稱為先進光子源（APS）的強大X射線激光器被用來對樣品中的原子排列進行成像，以弄清水處於哪種階段。
果然，研究表明，該實驗正在產生超離子冰。它開始出現在627°C和1627°C之間的溫度，以及20 GigaPascal的壓力下。耐人尋味的是，這比模型預測的這種相的形成的壓力要低得多。
該研究的共同作者Vitali Prakapenka說：“這是一個驚喜–每個人都認為這個階段不會出現，直到你處於比我們第一次發現它的地方高得多的壓力。但是我們能夠非常準確地繪製這種新冰的屬性，這構成了物質的一個新階段，這要歸功於幾個強大的工具。”
研究在實驗室中產生的超離子冰可以幫助科學家了解行星如何形成，甚至為尋找外星生命提供信息。人們認為，這種冰會在天王星和海王星這樣的冰態巨行星上發現。研究小組說，還有更多的工作需要做，以探索是什麼使超離子冰發揮作用。它的導電性、粘性和穩定性等特性仍然很模糊，而且當它與鹽或其他礦物混合時，情況可能會發生巨大變化。
該研究發表在《自然-物理學》雜誌上。