Metal i izolator z wody
W odpowiednich warunkach woda może stać się metalem, a następnie izolatorem, stwierdzili uczeni z Cornell University. W PNAS ukazał się artykuł, w którym Neil Ashcroft, Roald Hoffmann i Andreas Hermann opisują wyniki swoich teoretycznych obliczeń.
Wynika z nich, że przy ciśnieniu rzędu 1-5 terapaskali woda tworzy stabilne struktury. Mimo, że ciśnienie takie jest dziesiątki milionów razy większe od ciśnienia ziemskiego, istnienie wody w takim stanie nie jest wykluczone. Wręcz przeciwnie, może ona powszechnie występować nawet w naszym Układzie Słonecznym. Tak olbrzymie ciśnienie może panować wewnątrz Urana.
Z wyliczeń uczonych wynika, że powyżej 1 terapaskala poszczególne molekuły wody przestają istnieć, a H2O zostaje ściśnięta tworząc siatkę połączeń tlenu i wodoru, która przyjmuje najróżniejsze kształty. Już wcześniej obliczano, że przy ciśnieniu 1,55 TPa woda staje się metalem i ma najbardziej stabilną strukturę. Naukowcy z Cornell poszli dalej i udało im się wyliczyć, że najbardziej stabilna jest woda przy ciśnieniu wyższym od 4,8 TPa. Wówczas jednak traci ona właściwości metalu i staje się izolatorem.
Jak zauważa profesor Ashcroft, najbardziej niezwykłym wnioskiem wypływającym z obliczeń jest odkrycie, że olbrzymie ciśnienie powoduje, iż woda przestaje być ciałem stałym i w pewnym momencie zamienia się w kwantową ciecz. Trudno jest to sobie wyobrazić - topienie lodu pod wpływem podwyższonego ciśnienia - stwierdził naukowiec.
Komentarze (21)
Jajcenty, 17 stycznia 2012, 13:35
Bardzo ciekawe. Jeszcze ciekawsze byłyby praktyczne zastosowania.
lucky_one, 17 stycznia 2012, 13:57
O praktycznym zastosowaniu nie ma mowy
To doskonały przykład tego, jak teraz 'robi się naukę' :/
Nie żebym był za badaniami sponsorowanymi, bo jednak wiele przełomowych odkryć powstało przez przypadek.. Ale myślę że skrajności w obie strony są niezbyt wskazane. Na pewno autorzy dołożyli się do sumy ludzkiej wiedzy, myślę jednak że ta wiedza długo nie będzie do niczego potrzebna.
Minęło 40 lat od lądowania na Księżycu, komputery przez ten czas rozwinęły się gdzieś tak milion-krotnie, a ludzkość jakoś nie potrafi dolecieć na skrawek Układu Słonecznego (mimo że 'skurczył się o jedną planetę'
), a nawet na najbliższą nas planetę.. Za to mamy karty kredytowe, reklamy, Facebooka i iphony :/
Jak podróże międzyplanetarne staną się w miarę codzienną sytuacją, to wtedy wiedza taka jak w artykule może stać się użyteczna
Hidden, 17 stycznia 2012, 14:09
Praktyczne zastosowanie jest bardzo ciekawe, choć oczywiście nie dotyczy technologii. Ciekawe jest gdyż, jeśli woda może być metalem oraz izolatorem w jądrach planet, to może to wyjaśniać mocne pola magnetyczne gazowych gigantów. Zresztą niekoniecznie tylko woda ma takie właściwości.
fuzja, 17 stycznia 2012, 20:49
W tekście pisze że woda stała się metalem (w sensie właściwości), ale nie pisze nic o jej właściwościach magnetycznych, więc to "zastosowanie" jest chyba trochę naciągane.
Tak na marginesie to nie słyszałem żeby duże pole magnetyczne na gazowych olbrzymach było jakąś zagadką: http://pl.wikipedia....sz#Magnetosfera . Wyjaśnienie to ma ręce i nogi, a że może komuś nie zgadzać się w obliczeniach to nie znaczy żeby wyszukiwać cudowne teorie bez żadnych podstaw.
Kolejna rzecz to są tylko wyliczenia (i całe szczęście ;-) )
Całkowicie się zgadzam z Lucky_one, nauka bardzo często skręca ostatnio w ślepe uliczki, niektórzy naukowcy starają na siłę coś wyliczać, właściwie od początku byłoby wiadomo że to nie ma zastosowania. Jeśli przyjmują swoje modele za 100% pewne to lepiej swój czas poświęciliby na stworzenie programu który mógłby zasymulować zachowanie dowolnej cząstki (choćby prostej) przy zadanym parametrze - ciśnieniu.
@lucky_one: ludzie zaspokajają wszystkie swoje potrzeby, na razie nie ma potrzeby latania w kosmos, to jest powód dlaczego nie latamy. Jeśli będzie jakaś wojna (choćby zimna ;-) ) z przeludnienia to szybko zaczniemy latać w kosmos na fuzji zimnej lub gorącej ;-) . Myślę też że w nauce (szczególnie w fizyce) jest trochę jak w grze komputerowej gdzie na kolejny "level" doświadczenia trzeba dużo dłużej zapracować niż na poprzedni. Na samym końcu długiej drogi rozwijania nauki otworzy się nam "God mode", albo będzie "End Game"
waldi888231200, 17 stycznia 2012, 23:36
Od jutra przystępuję do produkcji drutu z wody, przedpłaty na pierwszą rolkę proszę składać na konto (na razie będzie to drut do pracy w temperaturze poniżej zera Celcjusza).
whiteresource, 18 stycznia 2012, 10:19
Krogulec12, 18 stycznia 2012, 14:57
Mógłby autor news'a dać informacje o jakich właściwościach metali mówimy albo jakiś materiał źródłowy?
Bo szczerze mówiąc to są to skąpe informacje
Mariusz Błoński, 18 stycznia 2012, 15:27
Źródło: Cornell University. Czyli tutaj: http://www.news.cornell.edu/stories/Jan12/NewIce.html
Ale po szczegóły trzeba udać się do PNAS, a to jest już płatne.
High pressure ices PNAS 2012 109 (3) 745-750; published ahead of print December 29, 2011, doi:10.1073/pnas.1118694109
fuzja, 19 stycznia 2012, 16:21
Wybacz, śpieszyłem się, postaram się w pisać poprawnie
Ta pisownia to trochę taka gwara moich okolic. Ważne, że każdy rozumie. ;-)
rahl, 21 stycznia 2012, 00:33
lucky_one - Jak czytam takie wypowiedzi to mi ręce opadają
To, że ty nie widzisz praktycznego zastosowania jakichś badań wcale nie znaczy, że takowe nie istnieje.
Wiele takich "badań" znajduje zastosowanie w dopiero co opracowywanych technologiach - więc się o tym nie dowiemy wcześniej niż zostanie ona wdrożona. Często także są one efektami ubocznymi badań prowadzonych na szerszą skalę.
Poza tym, jesteś niezbyt konsekwentny - z jednej strony piszesz o badaniach na siłę (bo akurat dany temat cię nie interesuje) a z drugiej chciałbyś lecieć w kosmos dla samego latania w kosmos - co jest znacznie gorszym marnowaniem zasobu i czasów niż takie właśnie badania.
Moim zdaniem jakiekolwiek badania, które wnoszą coś do sumy ludzkiej wiedzy mają sens. Nigdy nie wiemy kiedy jakiś pozornie mało istotny fragment wiedzy nie okaże się rozwiązaniem jakiegoś dużego problemu.
waldi888231200, 21 stycznia 2012, 10:57
Wymień jakiś duży problem.
romero, 21 stycznia 2012, 11:56
A o co Ci teraz chodzi?
Każdy kto jest trochę dłużej na KW, wie że masz wiedzę i mógłbyś sam ich wymienić całkiem sporo.
Ja też uważam podobnie jak rahl. A cała astronomia badająca bigbang, roszerzanie wszechświata, ilość i rodzaj gwiazd, planet, czarną materię i energię, itp. jakby nie dotyczy naszego życia tu i teraz, a jednak gdzieś na uboczu tej wiedzy mamy satelity telekomunikacyjne, gps, zagładę dinozaurów czy nawet pojawienie się życia na Ziemi.
waldi888231200, 21 stycznia 2012, 13:51
Otóż skoro mam sam wymyślić problem to go przedstawiam : problem problemów : po co żyjemy jako ludzie??
Wszystkie inne problemy wynikają z tego jednego, a on wynika (a już ustaliłem) z samoświadomości ludzi sytych, żyjących w pokoju (inaczej: gdyby świadomości nie było główny problem by nie istniał).
Ktoś zna odpowiedz ??
Hidden, 21 stycznia 2012, 16:21
Faktem jest, że wiele wydawać by się mogło abstrakcyjnych i bezużytecznych badań w przeszłości, okazało się rewolucjonizować nasze życie. Zauważ, że jeśli pewnego dnia ludzkość może wyjdzie w gwiazdy, wiedza o mechanice wewnętrznej planet i innych ciał niebieskich może okazać się kluczowa chociażby dla identyfikacji potencjalnych planet zdatnych do wykorzystania lub też trafniejszego przewidywania zachowania poszczególnych ciał niebieskich (dla nas może to być śmieszne i niewyobrażalne, ale kto wie czy w przyszłości nie będzie istotne nawet coś takiego jak moment supernowej gwiazdy).
Teoria osobista.
Życie sobie powstało przez przypadek, istoty oparte o geny sobie ewoluowały, przetrwanie m.in. osiągały przez posiadanie centralnej władzy tj. mózgu, mózg się rozwijał, a wraz z nim ośrodek racjonalnego, abstrakcyjnego i kreatywnego myślenia (gdyż to on dawał największą przewagę ewolucyjną). U człowieka (choć może wcześniej nawet!) ośrodek ten osiągnął taki poziom, że zaczął sobie sam zdawać sprawę z tego że istnieje i powstał z niewoli podświadomości - pierwotnej formy mózgu. I na tym koniec, obecnie żyjemy jako pseudowyzwoleni niewolnicy podświadomości, manipulowani w kierunku celów które ona uważa za właściwe (tj. poprzez emocje i odczucia). Jedni są sterowani podświadomymi emocjami w większym stopniu, drudzy w mniejszym (choć i tak cel ostateczny wydaje się u każdego wypływać z dominującej emocji/pragnienia). Jedni akceptują tę niewolę, drudzy z nią próbują walczyć. Najczęściej próba wyzwolenia kończy się wymanipulowaniem w pseudoracjonalnym pozornie logicznym kierunku, przykładem jest chociażby religijność. Wynika to prawdopodobnie z faktu, że wbrew naukowej zasadzie, by zawsze kwestionować każdy fakt, ludzki podświadomy umysł zadowala się pierwszym spójnym rozwiązaniem, dopóki nie zostanie ono podważone przez rzeczywistość.
W myśl tej teorii życie jako takie nie ma żadnego celu ponad to, że jest elementem przepływu sił we wszechświecie, nie różniącym się od obracającej planety czy wypalającej się gwiazdy. Racjonalność człowieka wydaje się znajdować tylko jedną drogę wyzwolenia z tego niewolnictwa: nieśmiertelność rozwojowa, czyli ciągły i wieczny wzrost władzy na sobą i otoczeniem. Niewykonalne w chwili obecnej i trudne do wyobrażenia. Jedyną alternatywą zapewniającą zdrowie umysłowe jest akceptacja, świadoma czy podświadoma.
Może trochę naciągane i na pewno nie poparte dowodami (bo skąd je wziąć), ale w końcu to tylko teoria.
waldi888231200, 22 stycznia 2012, 00:25
Pięknie powiedziane, zakładając że podświadomość (jak to nazwałeś) wyhodowała jednostkę ludzką to musiała się liczyć z powstaniem samoświadomości (inaczej mówiąc liczyła na tę samoświadomość).
Tak jak podświadomość narodu finansuje szkolnictwo aby w tłumie uczniów znalazł się choć jeden który popchnie całość maszynerii w jakimś konkretnym nowym kierunku albo inny życiowy przypadek : rodzice finansują dziecko do czasu aż samo zacznie tak dbać o swoje sprawy że można być już o nie spokojnym (stąd takie kombajny ustrojowe które zrównują wszystkich albo popadają w stagnację bez wyraźnego postępu (w kierunku celu podświadomości) lub świadomie manipulujące innymi świadomościami musiały upaść lub niebawem upadną (przestaną istnieć jak strony internetowe, występując tylko jako pamięć Google - historia).
Dalej to nie wyjaśnia wcześniejszego pytania: po co żyjemy jako ludzie??
Pojawia się też pytanie czy podświadomość jest: indywidualną cechą każdego człowieka, czy też jest zbiorowa (łącząca doświadczenia wszystkich ludzi - taki internet ) a może tak samo jak w przypadku świadomości dla realizacji większych celów indywidualne podświadomości łączą się w grupy (taki np: zakład przemysłowy gdzie potrzeba wielu świadomości by coś produkować).
Dalsze pytanie to czy aby na pewno ta podświadomość tak startuje od zera jak napisałeś:
... a może ta podświadomość posiada jakiś końcowy wynik który z mozołem próbuje biologicznie zbudować .....(wszak jest 10 000 całek z których wynik obliczyły komputery, ale rozwiązać ich obecną metodologią nikt nie potrafi (albo za mało próbujących)) .
Z tym się nie zgodzę, (żaden listek na drzewie nie jest zbędny ) wiec jedno jest pewne , wszystko co istnieje czemuś służy - ludzkość sporo kosztuje planetę - to i do czegoś wielkiego służy.
Hidden, 22 stycznia 2012, 02:26
Wszystko zależy od charakteru wszechświata. Moja teoria dopuszcza 2 możliwości, mimo iż ja się skłaniam tylko ku tej pierwszej:
1. Wszechświat jest zamkniętą i skończoną "symulacją", tj. jednorodne prawa wszechświata rządzą nim po kres jego istnienia, a różnorodność zapewniona jest poprzez unikalną ilość i charakter energii "przyłożony" w momencie powstania wszechświata (big bang). Nieuchwytność precyzyjnej logiki praw natury na najniższym poziomie jest przejawem głębokiego (może nieskończonego) poziomu komplikacji wszechświata i otoczenia które na niego wpływa.
W tym przypadku podświadomość to po prostu przejaw przepływu tej energii, podobnie jak wszystko inne we wszechświecie, a dla obserwatora z zewnątrz (istoty poza wszechświatem) jesteśmy niczym już nakręcony film tj. liniowi i niezmienni, można tylko nas "obejrzeć" w poszczególnych momentach.
2. Wszechświat jest czymś w rodzaju gry, również powstał poprzez "przyłożenie" pewnej określonej energii o określonym charakterze podczas big bang. Jednakże swego rodzaju "istota" poza wszechświatem jest aktywnym uczestnikiem i składnikiem rozwoju wszechświata (tak jak decyzje gracza kształtują przebieg rozgrywki w grze). Nie jest wykluczone, że istot tych jest więcej i wzajemnie konkurują lub współpracują, podobnie jak w grach MMO. Jest pewne, że istoty te miałyby swój cel, a także reguły "rozgrywki".
Przykładowym przejawem tej możliwości byłoby życie na ziemi jako całość, manipulowane przez (najprawdopodobniej) jedną istotę pozawszechświatową. Wskazuje na to np. znaczna ale nie całkowita przewidywalność zjawisk fizycznych, tj. brak jest ewidentnych śladów manipulacji indywidualnej (pozwolę sobie nie wierzyć w tzw. "cuda"), ale z drugiej strony istnieją takie problemy jak np. zasada nieoznaczoności, czy ciągła niemożność odkrycia fundamentu wszechświata (najmniejszej cząstki elementarnej) - która w takich warunkach byłaby zbyt nieuchwytna dla istoty z tego wszechświata. Tworzyłoby to iluzję logicznego wszechświata (którym niewątpliwie by on był bez ingerencji tych "istot", czyli jak w pkt 1).
Tak więc w przypadku punktu 2, celem ludzi jako takich byłoby realizowanie celów tej istoty, jakimikolwiek by one nie były. W przypadku pkt 1, celem ludzi jest po prostu istnieć tak jak chcą sobie istnieć i nic więcej.
Zaznaczam też, że zarówno 1 jak i 2, to z naszego punktu widzenia przejawy tego samego, gdyż dla obiektu we wszechświecie zarówno siły nim rządzące (wspomniane reguły wszechświata), jak i ewentualne manipulacje "istot", to jedno i to samo, a różni się jedynie tym, że niewątpliwie wszechświat byłby daleko bardziej skomplikowany dzięki ingerencji tych "istot", ponieważ siłą rzeczy musiałyby być bardziej skomplikowane (lub inaczej funkcjonujące) od tworu, którym jest wszechświat. Ponieważ jednak nie mamy żadnego punktu odniesienia, nie jesteśmy w stanie ocenić czy nasz wszechświat jest prosty czy skomplikowany.
waldi888231200, 22 stycznia 2012, 11:15
Uważam że trochę się zagalopowałeś, o dnach oceanów niewiele wiadomo (to tylko 10 km od nas), najgłębszy odwiert to 13km , księżyc 540tyś km , do najbliższej gwiazdy spoza 4lata świetlne , na większe dystanse to obserwacje o małym stopniu prawdziwości (przypomnę rowy marsjańskie, czy też drzewa na księżycu) do tego połowa organów ludzkiego ciała nie wiadomo do czego służy (albo mogłaby służyć) inne zjawiska jak NLP, Eksterioryzacja, Bilokacja , Hipnoza itp. prawie nietknięte obszary a wnioski wyciągamy o wielkim wybuchu gdy nawet swojej historii sprzed 12tyś lat udokumentowanej nie mamy.
Gospodarki się telepią jak wróbel na zimnie, dalej jeździmy tramwajami , spalamy paliwa kopalne coś tu nie gra , a nie gra bo nie rozumiemy otaczającej rzeczywistości i jej znaczenia (w tym swojego w niej).
Piotrek, 22 stycznia 2012, 20:41
@Hidden
Model wszystkich wierzących w teorię wielkiego wybuchu ma jedną zasadniczą wadę - początek. Absurdem jest próba udowodnienia powstania czegoś z niczego. No bo co - nagle znikąd pojawiła się boska cząstka inicjująca powstanie wszechświata jaki dziś znamy? Nonsens.
Zawsze musi być przyczyna i skutek.
Hidden, 23 stycznia 2012, 18:09
Teoria wielkiego wybuchu nigdy nie wykluczała istnienia przyczyn tego zdarzenia, jakiekolwiek by one nie były. Należy być także ostrożnym z założeniami w stylu "zawsze musi być przyczyna i skutek", gdyż prawdopodobnie wszystko jest względne i prawdziwe tylko z pewnego specyficznego punktu odniesienia, choć przyznaję że alternatywy dla tak fundamentalnych założeń muszą być niezwykle trudne do wyobrażenia.
Jajcenty, 23 stycznia 2012, 20:33
Ostatnie eksperytmenty optyki kwantowej sugerują, że skutek może pojawić się przed przyczyną. Zatem być może przyczyna dopiero się zdarzy.
Wogóle istnieje podejrzenie, że założenie stałości praw fizyki w czasie jest nieuprawnione.
waldi888231200, 23 stycznia 2012, 22:51
No i było się uczyć??
Ale nawet jeśli to prawda , to i tak jest to najpewniejsza rzeczywistość jaką znamy.