Ученые открыли новую фазу льда

Замерзая, вода может образовывать кристаллические решетки разных видов, отличающиеся взаимным расположением атомов кислорода и водорода. В обычных условиях получаются гексагональные кристаллы льда-I, но при других температурах и давлении могут появляться иные фазы льда. Всего их известно 18, некоторые существуют глубоко в недрах Земли, некоторые — на других небесных телах или получены в лаборатории.

Первооткрывателями сразу нескольких экзотических фаз льда стала команда Томаса Лёртинга (Thomas Loerting) из Инсбрукского университета в Австрии. Несколько лет назад в его лаборатории был получен новый вариант льда-VI, который образуется при более медленном замерзании и под более высоким давлением. Этот вариант был настолько необычным, что ученые предложили считать его отдельной фазой — льдом-XIX. Однако сделать это было невозможно, пока не будет достоверно установлена его кристаллическая структура.

Нестабильность новой фазы льда сильно затруднила задачу. Решить ее удалось только недавно, о чем Лёртинг и его соавторы пишут в статье, опубликованной в журнале Nature Communications. Для этого ученые воспользовались дифракцией нейтронов на кристалле льда-XIX. Для экспериментов использовали дифрактометр HRPD, работающий в британской Лаборатории Резерфорда — Эплтона.

Оказалось, структура кристалла частично напоминает лед-XV: расположение атомов кислорода в них идентично. Однако водород распределяется совершенно иначе. Таким образом, можно определенно говорить не просто об открытии новой, 19-й фазы льда, но и о первой находке «родственных» фаз. Томас Лёртинг отмечает, что это уже четвертая кристаллическая форма льда, открытая в Инсбрукском университете.