ABD araştırmacıları tarafından; şok sıkıştırma, aşırı basınç ve sıcaklıklarda oluşan buzun yeni bir süper iyonik fazının yapısını ortaya çıkarmak için kullanılmıştır. Sonuçların, bilim insanlarının; Güneşin çok sayıda buzlu gezegeninin özelliklerini anlamalarında potansiyel olarak önemli etkileri olabilir.
Günlük yaşamda, su; her zaman üç fazdan birinde bulunur. Bununla birlikte, daha aşırı koşullar altında, bir dizi egzotik faz varsayabilir. Suyu oda sıcaklığında sıkıştırmak; daha yüksek yoğunluklu ve günlük türden farklı kristal yapılara sahip birkaç farklı buz fazında katılaşmasına neden olur. Basınç arttıkça bağ; kovalentten iyonik karakterde değişir.
1988’de, Pennsylvania Üniversitesi‘ndeki araştırmacılar; yaklaşık 100GPa ve 2000K’da, suyun sabit bir iyon kafesinde serbest protonlar içeren, elektriksel olarak iletken bir “süper iyonik faz” oluşturacağını öngördü. Neptün ve Uranüs gibi gezegenlerde gözlenen gizemli manyetik alanları potansiyel olarak açıklayabilirler.
Bu öngörüme göre, deneysel sonuçlar; buzun elektrik iletkenliğinin, basınç 70GPa’dan 180GPa’ya yükselirken dört katına çıktığını göstermiştir. Ancak, bunun serbest elektronlardan kaynaklanması olasılığı devam etmiştir. Geçen yıl, California’daki Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı‘ndaki Marius Millot ve arkadaşları; elektriksel iletkenlik arttığında, serbest elektronları dışladığında ve dolayısıyla iletkenliğin delokalize protonlardan kaynaklanması gerektiğini gösterdiğinde bile optik yansıtıcılığın düşük kaldığını gösterdi.
Millot:“Açıklayamadığımız şey; malzemenin kristalin bir oksijen kafesine sahip olup olmadığıydı.”
Yeni araştırmada, Millot ve Federica Coppari liderliğindeki Livermore araştırmacıları, New York’taki Lazer Enerjetiği Laboratuvarı‘nda Omega Lazer Tesisi tarafından verilen ve 400GPa’ya kadar sıvı su örneklerini aynı anda sıkıştırmak için özenle uyarlanmış kısa x-ışını darbeleri dizilerini kullandılar. Su maksimum sıkıştırmaya ulaştığında, araştırmacılar; numunedeki darbeli röntgenleri açığa çıkarmak için diğer lazerleri demir folyoya ateşlediler. Elde edilen kırınım desenlerini; sadece bir kristal oksijen kafesinin varlığını ortaya çıkarmak için değil, aynı zamanda vücut merkezli bir kübik yapıdan 249GPa ve 278GPa arasındaki basınçlarda yeni bir yüz merkezli kübik yapıya doğru, bir faz geçişini ortaya çıkarmak için kullandılar.
Buz XVIII olarak adlandırdıkları bu buluşun tekniğinin, yaygın olarak uygulanabileceğine inanıyorlar.