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江苏激光联盟导读：
UNLV的研究人员发现了一种新形式的冰 ， 重新定义了高压下水的性质 。
固体水或冰与许多其他材料一样 ， 它可以根据可变的温度和压力条件形成不同的固体材料 ， 如成碳金刚石或石墨 。 然而 ， 水在这方面是例外的 ， 因为我们知道至少有20种固体形式的冰 。
UNLV物理学家在金刚石砧单元（如图）中开创了一种新的激光加热技术 ， 作为他们发现新形式冰的一部分 。 来源：Chris Higgins
在UNLV的内华达州极端条件实验室工作的一组科学家开创了一种在高压下测量水性质的新方法 。 水样首先被挤压在两颗朝向相反的钻石的尖端之间 ， 冻结成几个杂乱的冰晶 。 然后 ， 冰受到激光加热技术的影响 ， 该技术暂时融化 ， 然后迅速重新形成粉末状的微小晶体集合 。
通过逐步提高压力 ， 并定期用激光束爆破它 ， 研究小组观察到水冰从已知的立方相Ice-VII过渡到新发现的中间和四方相Ice-VIIt ， 然后沉降到另一个已知的相Ice-X 。
二维x射线衍射图像 。
UNLV博士生Zach Grande领导了这项工作 ， 该工作还表明 ， 当水急剧变硬时 ， 向Ice-X的过渡发生在比以前想象的低得多的压力下 。
虽然我们不太可能在地球表面的任何地方找到这种新的冰相 ， 但它可能是地球地幔以及太阳系外大型卫星和富含水的行星中的常见成分 。
该团队的研究结果发表在3月17日的《物理评论B》杂志上 。
研究小组一直在努力了解可能存在在遥远行星内部的高压水的行为 。
冰的相图 。
为此 ， Grande 和 UNLV 物理学家 Ashkan Salamat 在两颗圆形切割钻石的尖端之间放置了一个水样 ， 这颗钻石被称为钻石砧电池 ， 这是高压物理学领域的标准特征 。 对钻石施加一点力使研究人员能够重现与地球中心发现的压力一样高的压力 。
通过挤压这些钻石之间的水样 ， 科学家们将氧原子和氢原子驱动成各种不同的排列 ， 包括新发现的排列Ice-VIIt 。
这种史无前例的激光加热技术不仅使科学家能够观察到水冰的新阶段 ， 而且研究小组还发现 ， 向Ice-X的过渡发生在比以前认为的压力低近三倍的压力下 - 在30万个大气压而不是100万个大气压下 。 几十年来 ， 这种转变一直是社区中备受争议的话题 。
Salamat说：\" Zach的工作已经证明 ， 这种向离子状态的转变发生在比以前想象的低得多的压力下 ， 这是缺失的部分 ， 也是在这些条件下对水进行的最精确的测量 。 ”
压缩条件下热处理后的水冰的拉曼光谱 。
Salamat补充说 ， 这项工作也重新校准了对系外行星组成的理解 。 研究人员假设 ， 冰的“冰- viit”阶段可能大量存在于太阳系外的水丰富的行星的地壳和上地幔中 ， 这意味着它们可能有适合生命生存的条件 。
3月17日 ， 一篇名为《致密水冰中的压力驱动对称性转变》(Pressure driven symmetry transitions in稠密的H2O ice)的文章发表在《物理评论B》(PhysicalReview B)杂志上 。
【研究人员发现新形式的冰】来源：Pressure-driven symmetry transitions in dense H2O ice PhysicalReview B (2022).DOI:10.1103/PhysRevB.105.104109
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