Suyun Yeni Kristal Formu: Buz XXI ve Evrendeki Olası Katmanları
Bilim insanları, dünyanın en güçlü X-ışını lazeriyle yürüttükleri deneylerde suyun daha önce hiç görülmemiş bir hâlini keşfetti. Yeni faz, “buz XXI” olarak adlandırıldı ve oda sıcaklığında, ancak aşırı basınç altında ortaya çıkıyor.
Yeryüzünde tanıdığımız buzun en bilinen formu olan buz I dışında, suyun çeşitli koşullarda farklı kristal yapılarını oluşturduğunu biliyoruz. Günümüzde yapılan yeni araştırmalar, suyun 20’den fazla farklı fazını keşfetmemize imkan sağlıyor. Bunlardan biri de, su moleküllerinin büyük ve düzenli kristal yapılar oluşturduğu buz XXI. Bu özel yapı, toplamda 152 su molekülünden oluşan tekrarlayan birimlere sahip ve tetragonal kristal düzeniyle diğer buz türlerinden ayırt ediliyor. Bu özellikleriyle, buz XXI yalnızca yapısal olarak değil, termodinamik özellikleri açısından da benzersiz bir konumda bulunuyor.
Ev Tipi Dondurucularda Üretilmesi Mümkün Değil
Bu şaşırtıcı buz formunu evde üretmek şu anki teknolojik imkanlarla mümkün değil. Araştırmacılar, Almanya’daki European XFEL tesisinde bulunan özel bir elmas örsü hücresi kullanarak suyu sırayla 2 gigapaskal basınca kadar sıkıştırdı. Bu değerin, deniz seviyesindeki atmosfer basıncının yaklaşık 20 bin katı olduğunu söyleyebiliriz. Basınç uygulandıktan sonra, sadece bir saniye içinde yavaşça serbest bırakıldı ve bu süreç yüzlerce kez tekrarlandı. Bu testler sırasında, kristal yapının nasıl değiştiğini anlamak için saniyede bir milyonun üzerinde X-ışını görüntüsü alındı.
İşte Buz XXI’in Gizemini Çözmeye Yönelik Adım
Toplanan veriler, buz XXI’in aslında suyun buz VI’ya dönüşürken ortaya çıkan ara aşama olduğunu gösteriyor. Güney Kore’deki Standartlar ve Bilim Enstitüsü’nden fizikçi Geun Woo Lee, bu durumu şöyle açıklıyor: “European XFEL’in yüksek enerjili ve hızlı X-ışınları sayesinde, binlerce sıkıştırma ve gevşetme döngüsü sırasında su moleküllerinin farklı kristalleşme yollarını gözlemleme şansı elde ettik.”
Geleceğin Astronolojik ve Gezegen Bilimleri İçin Büyük Bir Kapı
Bu yeni buz fazının keşfi, sadece Dünya üzerindeki suyun davranışını anlamamız açısından değil, aynı zamanda buzlu uydular ve uzak gezegenlerin yüzey koşullarını anlamamızda da önemli ipuçları sunuyor. Henüz tam olarak keşfedilmemiş ve tanımlanmamış birçok buz fazının, Neptün, Uranüs ve Jüpiter’in uydularında var olabileceği ihtimali üzerinde duruluyor. Bu gelişmeler, evrenin buzlu ortamlarını ve oluşum süreçlerini anlamamıza yeni ufuklar açıyor.