內華達大學拉斯維加斯分校（UNLV）的研究人員日前發現了一種新形式的冰，重新定義了水在高壓下的特性。固態的水（冰），與許多其他材料一樣，可以根據可變的溫度和壓力條件形成不同的固體材料，如碳形成鑽石或石墨。然而，水在這方面是特殊的，因為我們知道至少有20種固體形式的冰。
在UNLV的內華達極端條件實驗室工作的一個科學家團隊開創了一種新的方法來測量高壓下水的特性。水樣首先被擠壓在兩個相反方向的鑽石尖端之間，凍結成幾個錯綜複雜的冰晶。然後，這些冰被置於一種激光加熱技術下，在其迅速重新形成粉末狀的微小晶體之前，暫時將其融化。
通過逐步提高壓力，並定期用激光束轟擊它，研究小組觀察到水冰從已知的立方體相Ice-VII過渡到新發現的中間和四邊形相Ice-VIIt，然後進入另一個已知相Ice-X。
UNLV博士生Zach Grande領導了這項工作，也證明了當水積極地變硬時，向Ice-X的過渡是在比以前認為的要低得多的壓力下發生。
雖然我們不太可能在地球表面的任何地方找到這種新形成的冰，但它可能是地球地幔以及太陽系外的大衛星和富水行星中的一種常見成分。
該小組的研究結果發表在2022年3月17日的《物理評論B》雜誌上。
該研究小組一直致力於了解可能存在於遙遠行星內部的高壓水的行為。
為此， Grande和UNLV的物理學家Ashkan Salamat將水樣放在兩個被稱為鑽石砧板單元的圓形切割鑽石的尖端之間，這是高壓物理學領域的一個標準特徵。在鑽石上施加一點力，研究人員就能重新創造出與在地球中心發現的壓力一樣高的壓力。
通過在這些鑽石之間擠壓水樣，科學家們促使氧和氫原子形成各種不同的排列，包括新發現的排列方式–冰-VIIt。
這種首創的激光加熱技術不僅使科學家們能夠觀察到水冰的一個新階段，而且研究小組還發現，向Ice-X的過渡發生在更低的壓力下。幾十年來，這種轉變一直是社會上一個高度爭論的話題。
Salamat說：“Zach的工作表明，這種向離子狀態的轉變發生在比以前認為的低得多的壓力下。這是缺失的部分，也是在這些條件下對水進行的最精確的測量。”
Salamat補充說，這項工作也重新調整了我們對系外行星成分的理解。研究人員假設，冰的Ice-VIIt相可能大量存在於我們太陽系以外的預期富水行星的地殼和上地幔中，這意味着它們可能有適合生命居住的條件。