Vědci vytvořili podivný typ ledu, který má téměř stejnou hustotu jako kapalná voda
Vědci vytvořili novou formu ledu s neuspořádanou strukturou a hustotou téměř stejnou jako kapalná voda. Povedlo se jim to s využitím extrémně nízkých teplot pomocí tzv. kulového mlýnu. Může to pomoci při pochopení skladby Vesmíru.
Na rozdíl od krystalického ledu, který se přirozeně tvoří na Zemi, nově vytvořený led nemá organizovanou molekulární strukturu. Místo toho jsou jeho molekuly poskládány chaoticky a nesourodě, což se podobá sklu. Tento stav se nazývá amorfní.
Jiné typy amorfního ledu sice už byly dříve vyrobeny, ale byly buď mnohem méně husté, nebo naopak hustší než kapalná voda. Novinka, které vědci dali název Goldilocks (můžeme přeložit jako Zlatovláska, pozn. red.), téměř stoprocentně odpovídá hustotě kapalné vody, o čemž vypovídá i zveřejněná studie. „Je to převratný objev,“ doplnil hlavní autor studie Christoph Salzmann, profesor na University College London.
Když klasický led na Zemi zamrzne, jeho molekuly se naskládají do organizované krystalické struktury. Nový krystalický led však plave na vodě v pevném stavu. To je způsobeno relativně velkými mezerami v jeho krystalické struktuře ve srovnání s jinými materiály, které při krystalizaci vytvářejí hustší struktury.
Pravdou je, že při správné manipulaci může kapalná voda také zmrznout v neuspořádaném, amorfním stavu. První z těchto stavů, amorfní led s nízkou hustotou, byl objeven ve 30. letech 20. století. Vyrábí se nanášením vodní páry na velmi chladné povrchy. Tento proces se děje přirozeně ve vesmíru.
Použili něco jako šejkr
V 80. letech 20. století pak vědci zjistili, že mohou amorfní led s vysokou hustotou vyrábět také stlačováním běžného ledu při velmi nízkých teplotách. Ale nikdo ještě nevyrobil amorfní led se střední hustotou – tedy do té doby, než profesor Salzmann a jeho kolegové dostali „bláznivý nápad, jak se v pátek odpoledne zabavit“.
Vyzkoušeli tzv. kulový mlýn, což je něco jako pokročilý šejkr. Materiál se vloží do komory s nerezovými kuličkami a protřepává nebo otáčí, dokud se nerozemele. Tato technika se využívá v mnoha průmyslových odvětvích. „Ale je zvláště dobrá při vytváření amorfních materiálů a při mletí měkkých, zmrazených materiálů na prášky,“ podotkl Salzmann.
Ve Vesmíru může jít o běžný jev
Vědci očekávali, že kulový mlýn pouze rozbije ledové krystaly na menší. Ale to se nestalo. Namísto toho padající ocelové koule stříhaly a stlačovaly ledové krystaly, čímž je uváděly do nového stavu dezorganizace. Výsledek? Amorfní led střední hustoty.
Počítačové modelování následně ukázalo, že je led na začátku v pěkném, krystalickém stavu a jeho vodíkové vazby tvoří šestiúhelníkovou mřížku. Náhodné stříhání z „kulového mlýnu“ tlačí tyto vodíkové vazby sem a tam, takže směřují nahoru a dolů v dokonalém chaosu. Nová forma ledu se tvoří při 77 kelvinech neboli minus 321 stupních Fahrenheita (minus 196 stupňů Celsia). Hustota je 1,06 gramu na centimetr krychlový (voda má hustotu 1 gram na centimetr krychlový).
Amorfní led střední hustoty se podle profesora Salzmanna může přirozeně vyskytovat na ledových měsících plynných mega planet, kde gravitační síly obrovských světů stlačují a stříhají měsíční led.
Zdroje: livescience.cz, smithsonianmag.com
KAM DÁL: V Panamě našli neznámé hady. Vědci slibují další objevy, člověk ale může všechno zničit.
