Đá thông thường với những quả bóng bằng thép không gỉ, sắp
trải qua một quá trình gọi là nghiền bi để tạo ra một loại đá hoàn toàn mới Ảnh:
Christoph Salzmann
Băng trong tủ đông của bạn hoặc bao phủ các vùng địa cực được
chính thức gọi là băng I nhưng nó không phải là dạng bang duy nhất. Trên thực tế,
có khoảng 20 loại băng khác nhau với cấu trúc nguyên tử khác nhau, chúng được
hình thành khi nước đá hoặc nước tiếp xúc với các điều kiện nhiệt độ và áp suất
khác nhau.
Băng I là dạng duy nhất xuất hiện tự nhiên trên bề mặt trái
đất nhưng các dạng khác đã được tạo ra trong các thí nghiệm trong phòng thí
nghiệm, được tìm thấy sâu bên trong hành tinh và được cho là tồn tại trong
không gian cũng như trên các hành tinh và mặt trăng khác như Europa.
Trong một nghiên cứu mới, các nhà khoa học tại Đại học
College London vừa phát hiện ra một loại băng hoàn toàn mới rất khác với bất kỳ
loại băng nào được biết đến cho đến nay. Phần lớn các dạng băng có cấu trúc
tinh thể, với các nguyên tử theo một khuôn mẫu đồng nhất – nhưng dạng mới này
là vô định hình, tức là các nguyên tử của nó được sắp xếp ngẫu nhiên, tương tự
như cấu trúc của nước lỏng. Nó cũng có mật độ giống như nước ở thể lỏng, thay
vì ít đậm đặc hơn như nước đá thông thường. Những tính chất này cùng nhau khiến
nhóm nghiên cứu cho rằng đây thực sự có thể là trạng thái thủy tinh thực thụ của
nước.
Dạng băng mới này được đặt cho cái tên nghe có vẻ khô khan
là băng vô định hình mật độ trung bình (MDA). Nó chỉ là dạng băng vô định hình
thứ 3 được biết đến, nằm ngay giữa –dạng mật độ cao và mật độ thấp hiện có.
Để tạo đá MDA trong phòng thí nghiệm, nhóm đã sử dụng một
quy trình gọi là nghiền bi. Nước đá thông thường được đặt trong bình có vài
viên bi thép không gỉ rộng khoảng 1 cm, sau đó làm lạnh đến -200°C và lắc mạnh.
Tiến sĩ Alexander Rosu-Finsen, tác giả dẫn đầu nghiên cứu
cho biết: “Thay vì kết thúc bằng những mảnh băng nhỏ hơn, chúng tôi nhận ra rằng
chúng tôi đã tạo ra một thứ hoàn toàn mới có một số thuộc tính đáng chú ý”.
Một thuộc tính hấp dẫn khác của băng mới là khi nó nóng lên
và bắt đầu kết tinh lại, MDA giải phóng một lượng nhiệt khổng lồ.
Trong khi chúng chưa tìm thấy băng MDA trên trái đất ở bất
kỳ đâu ngoài phòng thí nghiệm, nhóm nghiên cứu gợi ý rằng nó có thể tồn tại
trên các mặt trăng băng giá của sao Mộc như Ganymede hoặc Europa. Hành tinh khí
khổng lồ khí sẽ tác dụng lực thủy triều lên băng thông thường theo cách tương tự
như quá trình nghiền bi và nhiệt tỏa ra khi nó nóng lên có thể gây ra “động đất
băng”.
Nghiên cứu sâu hơn về dạng băng mới có thể giúp giải thích
một số điều kỳ lạ của nước vẫn chưa được biết đến.
LH (Tạp chí Science)