Para ilmuwan telah mengungkap susunan atom yang lebih kompleks dalam air superionik, bentuk yang kemungkinan besar memberi daya pada medan magnet Uranus dan Neptunus. Keadaan eksotis ini muncul di bawah tekanan dan suhu ekstrem, menghantarkan listrik seperti cairan parsial dalam kerangka padat. Penemuan ini, dari eksperimen laboratorium yang meniru interior planet, menantang model sebelumnya dan menyempurnakan pemahaman tentang raksasa es.
Air berubah secara dramatis di bawah kondisi ekstrem di dalam planet raksasa, menjadi superionik—fase di mana atom oksigen membentuk kisi tetap sementara ion hidrogen bergerak bebas, memungkinkan konduktivitas listrik. Sifat ini menjadikan air superionik tersangka utama yang menghasilkan medan magnet tidak biasa di sekitar Uranus dan Neptunus, yang menyimpan cadangan air besar di kedalaman mereka. Peneliti kini melaporkan bahwa strukturnya jauh lebih tidak teratur daripada yang diperkirakan sebelumnya, memadukan bagian kubik berpusat muka dengan lapisan hexagonal rapat, menghasilkan hibrida tidak beraturan daripada kristal seragam. Studi sebelumnya menyarankan pengaturan lebih sederhana, seperti pola kubik berpusat badan atau berpusat muka untuk atom oksigen. Namun, eksperimen canggih telah mengungkap kompleksitas kenyataan. Menggunakan instrumen Matter in Extreme Conditions di Linac Coherent Light Source di Amerika Serikat dan pengaturan High Energy Density-HIBEF di European XFEL, tim mengompresi air melebihi 1,5 juta atmosfer dan memanaskannya hingga ribuan derajat Celsius. Pulsa laser sinar-X menangkap snapshot atom dalam femtodetik, mengonfirmasi bahwa struktur campuran selaras dengan simulasi canggih. Temuan ini mencerminkan keragaman fase es biasa, menyoroti sifat air yang tak terduga di bawah tekanan. Hasilnya memperkuat model evolusi raksasa es, yang mungkin umum di seluruh alam semesta. Lebih dari 60 ilmuwan dari Eropa dan Amerika Serikat berkolaborasi, didanai oleh Yayasan Penelitian Jerman dan ANR Prancis. Studi tersebut muncul di Nature Communications.