Физики изучили поведение воды при давлении, которое в 2,2 миллиона раз превышает атмосферное. Для этого образец сжали между двумя алмазными наконечниками. Ученые наблюдали за структурой льда X — одной из форм воды, существующей в экстремальных условиях, — с помощью синхротронного рентгеновского излучения.
Когда давление превысило 222 гигапаскаля, кубическая кристаллическая решетка льда X начала искажаться и терять симметрию. Вместо простой высокосимметричной структуры возникла более сложная. Ранее такую перестройку предсказывали теоретические расчеты, теперь же исследователи впервые зафиксировали ее признаки в эксперименте. Данные допускают два возможных варианта новой симметрии, и квантово-механические расчеты указывают на один из них как на более вероятный, однако для окончательных выводов нужны дополнительные исследования.
Результат важен для моделирования недр ледяных гигантов — Урана и Нептуна. Структура воды при экстремальном давлении влияет на свойства вещества и интерпретацию астрономических наблюдений. При этом эксперимент воспроизводил прежде всего высокое давление, тогда как температурные условия внутри планет отличаются. Работа уточняет верхнюю границу устойчивости льда X и показывает, что дальнейшее сжатие способно усложнять структуру воды.