你放入饮料中的冰的官方名称是「Ice I」，实际上冰一直排列到了「Ice XIX」。人们已知冰至少有20种不同的形式。这些不同的形式表现为不同的晶体结构，当冰或水受到不同的温度和压力组合时，它们就出现了。

在这项新研究中，水样品首先被挤压在两颗相反方向的钻石尖端之间，冻结成几个错综复杂的冰晶。两颗钻石被称为钻石砧槽，这是高压物理领域的标准特征。通过挤压钻石之间的水样品，研究人员将氧原子和氢原子推进到各种不同的排列中。

然后，这些冰在一种激光加热技术下短暂融化，再迅速形成另一种形式，类似粉末状的微小晶体。

通过逐步提高压力，并定期用激光束进行轰击，研究人员发现了一种全新的冰，这是两种已知冰形式之间的过渡形式。在大约5.1亿帕斯卡的压力下，「Ice VII」的立方结构转变成一个前所未见的形式，由对称的四方晶体组成，其被命名为「Ice VIIt」。在那之后，它就进入了另一个被称为「Ice X」的已知形式。

物理学家在钻石砧槽中开创了一种新的激光加热技术，从而发现一种新型冰。｜ 图源：Chris Higgins

这种新型冰并不是该团队在实验中唯一的发现。之前人们认为「Ice X」是在大约100万个大气压下形成的，但在新的研究中观察到它在30万个大气压下就形成了。这极大改变了它在自然界中可能出现的位置。

内华达大学拉斯维加斯分校物理学家Ashkan Salamat说「研究表明，这种向离子状态的转变发生在比之前认为的低得多的压力下。这是科学认知缺失的一部分。该研究是在这种条件下对水进行的最精确的测量。」

考虑到产生「Ice VIIt」所需的强大压力，领导该研究的内华达大学拉斯维加斯分校博士生Zach Grande表示，虽然我们不太可能在地球表面的任何地方发现这一新形式的冰，但「Ice VIIt」或许在地球的地幔深处和其他行星中很常见。它甚至可能出现在遥远的富含水的系外行星的表面。

正因为如此，这项工作重新校准了人们对系外行星组成的理解。研究人员假设，在太阳系外富水行星的地壳和上地幔中「Ice VIIt」大量存在，这意味着它们可能具有适合生命居住的条件。

论文链接：

https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.105.104109

作者：王方

--激光评论转载自《中国科学报》