"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ.
Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.
|
|
14.02.2018
15:28 |
Быстрая декомпрессия льда помогла получить воду пониженной плотности 
С помощью быстрой декомпрессии льда физикам впервые удалось получить в лабораторных условиях фазу жидкой воды пониженной плотности. Существование подобной метастабильной фазы воды наблюдается при температуре от −135 до −110 градусов Цельсия и давлении от 0,4 до 0,7 паскаля, пишут ученые в Proceedings of the National Academy of Sciences.
На данный момент для водного льда известно 17 различных кристаллических фаз, устойчивых при различных температурах и давлениях. Изменяя внешние условия, лед можно переводить из одного состояния в другое. При этом проводить эти изменения можно с разной скоростью: если делать это достаточно медленно, то происходит образование термодинамически устойчивых состояний, а если быстро, то молекулы не успевают подстроиться под новые условия и образуются метастабильные фазы. Однако для воды значительная часть возможных метастабильных фаз пока описана только теоретически или с помощью компьютерного моделирования. Добиться же получения необходимых условий в эксперименте весьма затруднительно. Одни из таких метастабильных фаз — жидкая вода пониженной и повышенной плотности, существование которых возможно при низких температурах и давлениях и на данный момент было предсказано только теоретически.
Американские физики из Института Карнеги под руководством Гоиня Шэня (Guoyin Shen) обнаружили, что фазу жидкой воды пониженной плотности можно получить при быстрой декомпрессии фазы льда VIII. Это твердая фаза с тетрагональной симметрией, устойчивая при давлении больше двух гигапаскалей в широком диапазоне температур. При медленном снижении давления (со скоростями ниже 0,01 гигапаскалей в секунду) до 0,5 паскаля при температуре ниже −100 градусов Цельсия этот лед переходит в фазу льда VI, а затем — в кубическую модификацию льда I (Ic).
Оказалось, что если снижать давление быстро, то при температуре от −135 до −110 градусов Цельсия фазовые превращения происходят по-другому: вместо последовательного перехода между различными равновесными фазами, лед VIII переходит в Ic через единственное промежуточное состояние в этом случае — метастабильную некристаллическую фазу. У льда таких фаз несколько, в первую очередь аморфный твердый лед различной плотности. Однако в данном случае температуры проведения эксперимента выше температуры стеклования льда, и исходя из данных времязависимой рентгеновской дифракции, обнаруженная некристаллическая фаза соответствует жидкой фазе пониженной плотности.
Ученые утверждают, что для этой фазы характерно формирование сетки с тетраэдрической структурой, которая сильно отличается от структуры переохлажденной воды и скорее соответствует кристаллическим мотивам, которые можно найти в структуре аморфного льда. По словам авторов работы, одним из подтверждений образования именно фазы воды пониженной плотности служит сильная зависимость от температуры скорости кристаллизации кубической фазы льда из фазы воды пониженной плотности. Это отличие составляет сразу шесть порядков, и меняется от получаса при 140 кельвинах до 8 миллисекунд при 165 кельвинах.
Диапазон условий, при которых наблюдается образование фазы жидкой воды пониженной плотности, сильно зависит и от скорости декомпрессии. Если понижать давление со скоростью 50 гигапаскалей в секунду, то максимальная температура, при которой наблюдается образование нужной фазы, составляет 165 кельвинов. При уменьшении скорости декомпрессии до пяти гигапаскалей в секунду область существования нужной фазы сужается и уже при температуре выше 145 кельвинов происходит прямой переход из фазы льда VIII в состояние льда VI.
Авторы работы отмечают, что на фазовой диаграмме метастабильных состояний льда еще остаются области параметров, которые пока недоступны экспериментально. В будущем ученым предстоит изучение этих состояний воды, а также переходов между ними в лабораторных условиях.
Напомним, что совсем недавно другая группа ученых впервые получила в лабораторных условиях другую необычную фазу воды — суперионный лед. В таком состоянии ионы кислорода образуют жесткую кристаллическую решетку, а ионы водорода свободно перемещаются по ней. Также ученые успешно получают и другие метастабильные фазы льда: например, недавно физики смогли получить лед с рекордной долей кубической фазы — 78 процентов. Кроме того, с помощью компьютерного моделирования исследователи обнаружили, что при отрицательных давлениях (когда к кристаллу приложена растягивающая сила) возможно существование пористых фаз пониженной плотности.
По информации https://nplus1.ru/news/2018/02/14/low-density-water
|
|
14.02.2018
15:19 |
VLT превратили в самый большой оптический телескоп 
Благодаря приемнику ESPRESSO впервые удалось объединить световые потоки от четырех отдельных 8,2-метровых телескопов VLT (Very Large Telescope), сообщается в пресс-релизе на . . . |
|
14.02.2018
15:13 |
Предсказана скорая глобальная катастрофа 
Группа американских исследователей обнаружила, что к концу века крупные прибрежные города во всем мире, вероятно, будут затоплены из-за подъема уровня моря более . . . |
|
14.02.2018
15:02 |
Америка определилась со сроками покорения Луны 
Администрация президента США Дональда Трампа опубликовала проект бюджета на 2019 финансовый год, в котором возвращение астронавтов на Луну названо одним из . . . |
|
14.02.2018
14:57 |
Создано идеальное лекарство от гриппа
Японская фармацевтическая компания Shionogi разработала препарат балоксавир-марбоксил, одна доза которого излечивает от гриппа за один день. Эффективность . . . |
|
14.02.2018
14:51 |
Послания инопланетян назвали смертельно опасными 
Астрономы из Германии и США заявили, что инопланетные послания в случае, если они будут получены, необходимо уничтожать без расшифровки. Ученые считают, что . . . |
|
14.02.2018
14:28 |
Российские школьники открыли новый остров в Арктике 
Российские школьники Артем Макаренко и Валерия Саенко обнаружили новый остров, образовавшийся из-за таяния ледника у архипелага Новая Земля, говорится на . . . |
|
14.02.2018
14:25 |
Под ледником нашли затерянный мир 
Ученые Британской антарктической службы (British Antarctic Survey) запланировали экспедицию к морской экосистеме, ранее располагавшейся под шельфовым ледником Ларсен С в . . . |
|
14.02.2018
07:01 |
Социологи узнали число верящих в инопланетян 
68 процентов американцев верят в существование разумной жизни за пределами Земли. В 2005 году таких было 52 процента, свидетельствуют данные опроса исследовательской . . . |
|
13.02.2018
15:23 |
Исследователи назвали внутреннее ядро Земли «невозможным»
Геологи из США заявили, что наше представление о внутреннем ядре Земли, вероятно, не соответствует действительности, так как подобный сценарий противоречит . . . |
|
13.02.2018
15:08 |
Ученые оценили последствия «большого минимума» на Солнце для климата Земли 
В череде 11-летних циклов активности Солнце время от времени проходит через периоды «гранд-минимумов», когда напряженность его магнитных полей снижается, пятна . . . |
|
13.02.2018
15:05 |
Телескопы Хаббл и Спитцер исследовали космического пингвина с яйцом 
Благодаря работе двух космических телескопов Хаббл и Спитцер астрономы смогли узнать детали эволюции двух взаимодействующих галактик, известных как «Пингвин с . . . |
|
13.02.2018
15:03 |
Учёным удалось получить изображения пар фотонов, запутанных на квантовом уровне 
Впервые в истории современной науки ученым из Института квантовых вычислений (Institute for Quantum Computing, IQC) университета Ватерлоо, Канада, удалось захватить изображения . . . |
|
13.02.2018
14:30 |
Стандартная модель физики прошла самую строгую проверку на БАК
Физики ЦЕРН измерили точную массу одной из самых тяжелых частиц во Вселенной, W-бозона, и не нашли расхождений с предыдущими замерами и предсказаниями Стандартной . . . |
|
13.02.2018
14:26 |
Обнаружены тысячи планет за пределами Млечного Пути 
Астрономы обнаружили признаки существования сразу нескольких тысяч межзвездных экзопланет за пределами Млечного Пути. Все они находятся в галактике, удаленной . . . |
|
13.02.2018
14:22 |
Сверхмассивная черная дыра помогла подтвердить Общую теорию относительности 
Наблюдая за искажением излучения, которое испускает аккреционный диск, вращающийся вокруг черной дыры, можно определить, насколько метрика дыры близка к метрике . . . |
|
13.02.2018
14:13 |
Астрономы нашли самую плотную суперземлю
Астрономы на основе данных, собранных при помощи Магеллановых телескопов, уточнили массу и размеры трех планет в системе звезды GJ 9827, что привело к открытию . . . |
|
13.02.2018
14:08 |
Большой адронный коллайдер снова не нашел гипотетические темные фотоны 
Гипотетические темные фотоны можно искать, наблюдая за образованием мюон-антимюонных пар в ходе столкновения двух протонов. Коллаборация LHCb выполнила такой . . . |
|
13.02.2018
14:04 |
Постоянная тонкой структуры не изменилась за последние три миллиарда лет 
Постоянная тонкой структуры и отношение масс протона и электрона не могли уменьшиться за последние три миллиарда лет больше, чем на 10−6 относительно своего . . . |
|
13.02.2018
14:00 |
В образцах льда из Антарктиды могут быть неизвестные формы жизни
Неизвестные на Земле формы микробной жизни планируют найти российские ученые в результате исследования льда с подледникового озера Восток в Антарктиде. Об этом . . . |
