Корейцы нашли новый вид льда! Открыт лед XXI — неизвестная ранее кристаллическая форма водяного льда

Ученые из Корейского исследовательского центра стандартов и наук (KRISS) сделали уникальное открытие — впервые обнаружили двадцать первую фазу кристаллического льда, которую назвали Ice XXI. Она образуется при сверхвысоких давлениях свыше двух гигапаскалей и обычной комнатной температуре.

Это прорывное исследование помогает лучше разобраться в процессах кристаллизации, открывая перспективы для разработки новых уникальных материалов и понимания явлений внутри ледяных миров, вроде спутников Сатурна и Юпитера.

Долгое время считалось, что науке известны лишь 20 форм кристаллического льда плюс две аморфные формы, однако теперь список пополнился редким видом. Сложнее всего изучать зону перехода фаз именно в пределах от нуля до двух гигапаскалей, поскольку там одновременно сосуществуют около десятка разных типов льда.

Но специалистам из Южной Кореи удалось чётко зафиксировать возникновение нового типа кристалла на верхнем пределе исследуемого диапазона.

Сделано это было благодаря специальной разработке корейских исследователей — динамической алмазной наковальне (dDAC). Этот прибор позволял резко повысить скорость сжатия образцов до уровня миллисекунд, обеспечивая равномерное распределение давления по всей площади материала.

Стандартные версии таких устройств действовали гораздо медленнее и менее эффективно, создавая условия для преждевременной кристаллизации и искажённых результатов.

Исследуя воду при стандартных комнатных температурах и экстремальном давлении в два гигапаскаля, ученым сначала удалось создать кристаллы привычной шестой фазы льда. Затем настала очередь самого мощного инструмента — Европейского лазера на свободных электронах (European XFEL).

Используя короткие импульсы рентгеновского излучения длительностью порядка микросекунд, специалисты увидели появление необычных путей кристаллизации, среди которых была зафиксирована новая форма — Ice XXI.

Ice XXI отличается крайне необычной структурной единицей, представляющей собой плоскую коробку с симметричными гранями. Эта структура стала настоящим сюрпризом даже для самих авторов открытия и требует дальнейшего глубокого анализа и осмысления в рамках физики твёрдых тел и материаловедения.