اكتشف العلماء ترتيبًا ذريًا أكثر تعقيدًا في الماء الفائق الأيوني، وهي حالة من المحتمل أن تكون مسؤولة عن حقول أورانوس ونبتون المغناطيسية. يظهر هذا الحالة الغريبة تحت ضغوط ودرجات حرارة قصوى، ويوصل الكهرباء مثل سائل جزئي داخل إطار صلب. الاكتشاف، من تجارب مختبرية تحاكي أعماق الكواكب، يتحدى النماذج السابقة ويحسن فهم عمالقة الجليد.
يتحول الماء بشكل كبير تحت الظروف الشديدة داخل الكواكب العملاقة، ليصبح فائق الأيوني - مرحلة يشكل فيها ذرات الأكسجين شبكة ثابتة بينما تتجول أيونات الهيدروجين بحرية، مما يمكن من التوصيل الكهربائي. تجعل هذه الخاصية الماء الفائق الأيوني المشتبه به الرئيسي في توليد الحقول المغناطيسية غير العادية حول أورانوس ونبتون، اللذين يحتويان على مخزونات هائلة من الماء في أعماقهما. يبلغ الباحثون الآن أن هيكله أكثر اضطرابًا بكثير مما كان يُعتقد سابقًا، مزيجًا من أقسام مكعبة مركزة في الوجه مع طبقات سداسية متراصة، مما ينتج عنه هجين غير منتظم بدلاً من بلورة موحدة. اقترحت الدراسات السابقة إعدادات أبسط، مثل أنماط مكعبة مركزة في الجسم أو الوجه للذرات الأكسجينية. ومع ذلك، كشفت التجارب المتقدمة عن تعقيد الواقع. باستخدام أداة Matter in Extreme Conditions في Linac Coherent Light Source في الولايات المتحدة وإعداد High Energy Density-HIBEF في European XFEL الأوروبي، ضغط الفرق الماء إلى ما وراء 1.5 مليون جو وسخنوه إلى آلاف درجات مئوية. التقطت نبضات ليزر الأشعة السينية لقطات ذرية في فيمتوثانية، مؤكدة أن الهيكل المختلط يتوافق مع المحاكيات المتطورة. تتردد هذه النتائج في تنوع مراحل الثلج العادي، مبرزة طبيعة الماء غير المتوقعة تحت الضغط. تعزز النتائج نماذج تطور عمالقة الجليد، والتي قد تكون شائعة عبر الكون. تعاون أكثر من 60 عالمًا من أوروبا والولايات المتحدة، ممولة من قبل مؤسسة البحث الألمانية وANR الفرنسية. يظهر الدراسة في Nature Communications.