科學家第一次在實驗室中發現超離子冰，海王星內部也有這種物質

超離子冰

最近，勞倫斯利物莫國家實驗室的科學家首次發現了超離子冰的實驗證據。各種各樣的模型和數值模擬都表明，在極高的壓力下，水冰呈現出不尋常的行為。這些數據表明，在極壓特徵下，液狀氫離子被固體的氧晶格所束縛。

然而，直到現在，科學家才首次識別出超離子冰的實驗證據。在極端高壓下，科學家通過衝擊壓縮來融化冰。結果證實，冰在5000開氏度（約4730攝氏度）和2000千億帕斯卡的條件下融化的。實驗表明，在高溫高壓下，冰確實能保持在一個獨特的固態狀態。

物理學家Marius Millot表示：「我們的研究證實了超離子冰的實驗證據，並且展示了那些預測並不是出自於人工模擬，而是在那個條件下真實的捕捉到了水的行為。」

超離子冰

在後續的實驗中，科學家用金剛石壓砧在室溫下預壓水冰。然後，研究人員使用激光碟機動的衝擊壓縮，進一步壓縮和加熱冰。

由於預先壓縮了水，比起衝擊壓縮的環境液態水，這個衝擊熱要小的多。這樣能夠在高壓下獲得比以前更冷的狀態，因此達到先前預測的超離子冰穩定區域。

先進成像技術使研究人員能夠測量高壓冰的光學特性，這揭示了在水冰融化之前所擁有的獨特熱力學性質。這是一項具有挑戰性的實驗，科學家花了兩年的時間進行測量，又花兩年多的時間來開發分析數據的方法，科學家從這些數據中獲得了很多結果。

天王星和海王星

科學家表示，這項研究可以幫助行星科學家更好地理解像海王星和天王星這類行星的組成。天文學家推測，海王星和天王星的地幔是由超離子冰構成，超離子核心可以解釋這兩顆行星周圍獨一無二的磁場。磁場提供了行星內部和演化的關鍵信息，這項研究有助於天文學家進一步了解海王星和天王星的特徵。這也非常地令人難以置信，這些行星內部的幾千度水冰居然可以在實驗室中被證明。

目前，這項研究已經發表在《自然物理學》（Nature Physics）雜誌上。

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