Un nouveau type de glace appelé glace amorphe de densité moyenne a la même densité que l’eau liquide, donc l’étudier pourrait nous aider à comprendre le comportement étrange de l’eau à basse température
La physique
2 février 2023
La glace a été fabriquée en faisant entrer en collision des roulements à billes en acier très froids avec de la glace ordinaire Christophe Salzman
Des chercheurs ont découvert une toute nouvelle forme de glace. La glace est amorphe, ce qui signifie qu’elle n’a pas de structure cristalline bien organisée, et elle pourrait aider à percer les mystères de l’eau liquide.
Nous connaissions déjà deux types de glace amorphe : haute densité et basse densité. Il y avait un espace au milieu, et les chercheurs pensaient qu’il n’y avait aucun moyen de fabriquer de la glace amorphe de densité moyenne, ou MDA. Mais lorsque Christoph Salzmann de l’University College de Londres et ses collègues ont mis de la glace ordinaire – qui a une structure cristalline hexagonale – dans un gobelet avec des roulements à billes en acier refroidis à -200°C (-328°F), les forces de cisaillement produites par la bousculade ont créé MDA.
“C’était l’une de ces expériences du vendredi après-midi où il suffit de le faire et de voir ce qui se passe”, explique Salzmann. « Naïvement, vous penseriez que rien ne se passerait, vous briseriez simplement la glace en plus petits morceaux. Mais à notre grande surprise, il s’est passé quelque chose.
La fine poudre blanche produite dans l’expérience avait une densité juste entre les deux autres formes connues de glace amorphe, presque exactement la même densité que l’eau liquide. Cela a conduit les chercheurs à suggérer qu’il pourrait s’agir d’eau dans ce qu’on appelle une phase vitreuse, qui est un type de matière qui continue à se comporter comme un liquide même à des températures extrêmement basses – sur de courtes échelles de temps, un verre peut sembler solide, mais sur des échelles de temps plus longues, il coule comme un liquide visqueux.
L’eau liquide, aussi banale que cela puisse paraître, recèle des mystères une fois refroidie à des températures extrêmement basses. Sur la base de l’écart entre la glace amorphe de faible et de haute densité, les chercheurs ont précédemment suggéré que l’eau surfondue pouvait en fait exister dans deux phases liquides différentes à la fois, l’une flottant au-dessus de l’autre, mais l’existence de MDA remet cette idée en question.
“Ce n’est pas cristallin comme la glace ordinaire, la face de la glace que vous connaissez, et la densité est la même que celle de l’eau liquide, donc la grande question est, qu’est-ce que c’est?” dit Salzmann. “Je suis convaincu que si nous pouvons comprendre ce qu’est ce MDA, nous comprendrons beaucoup mieux l’eau liquide.”
Le MDA peut également être un ingrédient important dans les lunes glacées du système solaire externe. Ces mondes étranges subissent des forces de cisaillement intenses en raison de la gravité de leurs planètes hôtes, ce qui pourrait créer les conditions propices à la formation de MDA. Les chercheurs ont également découvert que lorsque cette glace se réchauffait, elle dégageait une quantité extraordinaire de chaleur, ce qui pouvait lui conférer une influence démesurée sur l’activité géologique de ces mondes.
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