Image: M. Millot/E. Kowaluk/J.Wickboldt/LLNL/LLE/NIF

まさに矛盾。

アメリカのローレンス・リバモア国立研究所の研究チームが、超イオン伝導氷と呼ばれる新しい構造を持つ氷の観測ができたことを学術誌「Nature Physics」で発表しました。超イオン伝導氷は30年前にその存在が理論的に予言されていたもので、海王星や天王星といった巨大氷惑星の内部などの極限環境に存在すると推測されていました。しかし、今回の研究で、理論だけでなく実験的にも超イオン伝導氷の存在が確認されました。

そもそも超イオン伝導氷って何?という話ですが、超イオン伝導氷は普通の氷と比較して水分子が形づくる結晶構造が異なります。私たちがよく知っている氷は氷Ih相と呼ばれ、水分子が六角形状に並んだ結晶構造をしています。一方、超イオン伝導氷は酸素でできた格子の中を水素イオン(陽子)が自由に動き回るような結晶構造をしています。

作り方

まず水分子をダイヤモンドで挟み込み、ものすごい圧力をかけることで氷VII相(下の画像のような結晶構造)を作ります。

氷VII相 Image: Yadevol/Wikimedia Commons

さらにレーザーを当てて大気圧の何百万倍もの 衝撃を氷に与えていくのですが、衝撃の頻度を増加させながらダイヤモンドの間の氷の状態を観測します。すると、2000から5000ケルビン(摂氏では約1700から4700度)の高温下で電気伝導性が向上していると確認できました。この結果から、研究チームは超イオン伝導氷の存在を実証できたと考えています。

まとめ

いろいろと難しい言葉が並んでいますが、簡単にまとめると、高温高圧の環境をつくることで、電気を通しやすい氷ができたって感じです。

そして、そのような環境は海王星や天王星の内部に似ています。今回の研究結果から、これらの惑星の磁場の動きを説明できるかもしれないと、研究チームは述べています(電流は磁場を発生させるので)。

熱い氷が存在しているなんて…宇宙にはまだまだ謎がいっぱいですね。


Images: M. Millot/E. Kowaluk/J.Wickboldt/LLNL/LLE/NIF, Yadevol/Wikimedia Commons
Source: Nature Physics

Ryan F. Mandelbaum - Gizmodo US[原文
(tmyk)