Güney Kore Standartlar ve Bilim Enstitüsü (KRISS) araştırmacıları, suyu oda sıcaklığında 2 gigapaskalın (GPa) üzerindeki basınçlara maruz bırakarak mikrosaniyeler içinde donup çözüldüğünü kaydetti. Bu süreçte bilim dünyası için bir ilk yaşandı: Buz XXI adı verilen yeni bir kristal buz fazı keşfedildi.
Basınç, Suya Oda Sıcaklığında Bile Donma Sağlıyor
Normalde 0 °C’nin altında kristalleşen su, yeterli basınç altında oda sıcaklığında hatta kaynama noktasının üzerindeki sıcaklıklarda bile donabiliyor. 0,96 GPa’yı aşan basınçta su Buz VI’ya dönüşürken, daha yüksek basınçlardaki kristalleşme süreçleri şimdiye dek tam olarak izlenememişti.
KRISS’in geliştirdiği dinamik elmas örs hücresi (dDAC) sayesinde su, 2 GPa’nın üzerinde bile sıvı halde tutuldu ve bu olağanüstü koşullarda donma süreci ilk kez ayrıntılı biçimde görüntülendi.
KRISS, Avrupa XFEL (dünyanın en büyük X-ışını serbest elektron lazer tesisi) ile birlikte çalışarak süper sıkıştırılmış suyun kristalleşmesini mikrosaniye hassasiyetinde takip etti. Ekip, bu ölçümler sırasında daha önce bilinmeyen bir geçiş yolu tespit etti.
Bütün kristalleşme süreçlerinin Buz XXI üzerinden ilerlediği belirlendi ve böylece bu yapı resmen 21. kristal buz fazı olarak kayda geçti.
Bilim insanları, Buz XXI’in olağanüstü büyük ve karmaşık bir birim hücreye sahip olduğunu ve dikdörtgen biçimli özel bir kristal yapısı bulunduğunu açıkladı.
Uluslararası İş Birliği ile Gerçekleşen Keşif
Keşif, Güney Kore, Almanya, Japonya, ABD ve İngiltere’den toplam 33 araştırmacının katıldığı geniş ölçekli bir çalışmanın sonucu. Proje, KRISS’ten Dr. Lee Geun Woo’nun liderliğinde yürütüldü.
Araştırma ekibi deney tasarımı, veri toplama ve yapısal analiz süreçlerini yöneterek Buz XXI’in ayrıntılı şekilde tanımlanmasını sağladı. Bulgular, Nature Materials dergisinde yayımlandı.
KRISS bilim insanları, Buz XXI’in yoğunluğunun Jüpiter ve Satürn’ün buzlu uydularının iç katmanlarındaki yüksek basınçlı buz yapılarıyla benzer olduğuna dikkat çekiyor. Bu nedenle keşfin, ekstrem ortamlarda yaşam ihtimaline yönelik araştırmalara yeni bir boyut kazandırabileceği düşünülüyor.
Dr. Lee Geun Woo, dDAC teknolojisinin XFEL ile birleşiminin “geleneksel cihazlarla yakalanamayan anları görünür kıldığını” belirterek, ultra yüksek basınç araştırmalarının bilime yeni ufuklar açacağını vurguladı.
