Algemeen

Superheet zwart ijs

Door

op

Bij ijs denk je doorgaans aan het koude, witte spul dat zich aan de binnenkant van je vriezer of ’s winters op de plassen bevindt. Maar wist je dat je ook superheet ijs kunt maken? Daar heb je dan wel extreme omstandigheden voor nodig – en een laboratorium waarin je die kunt creëren.

Wetenschappers van het laboratorium voor laserenergetica in New York (VS) wilden weten wat er zou gaan gebeuren als je een van de krachtigste lasers ter wereld op een waterdruppel zou richten. En dat was niet wat ze verwachtten. Er ontstond een schokgolf in de waterdruppel. De druk liep op tot miljoenen keren de atmosferische druk, en de temperatuur steeg met duizenden graden. In plaats van dat de druppel verdampte, bleek uit de metingen dat het water bevroor!

In tegenstelling tot wat je verwacht van ijs, is deze vorm (door de wetenschappers ‘superionisch ijs’ genoemd) niet wit en koud, maar zwart en heet. Bovendien is het behoorlijk zwaar: een superionisch ijsklontje weegt vier keer zoveel als een normaal ijsklontje (en kan dus zinken in je glaasje fris, dat al snel niet meer zo verfrissend zou zijn).

Het ijs wordt ‘superionisch’ genoemd, omdat er iets vreemds mee gebeurt. Vanwege de hoge druk en temperatuur worden de watermoleculen uiteengerukt in losse (ionische) waterstof en zuurstof. De zuurstofionen vormen met elkaar een kubusvormig kristalrooster, maar de waterstofatomen draaien daar vrijelijk tussendoor. Superionisch ijs is dus deels vast en deels vloeibaar.

Hoewel het bij dit onderzoek voor het eerst is waargenomen, denken de onderzoekers dat deze vorm van water misschien wel een van de meest voorkomende is in het heelal. Mogelijk zou je het aantreffen in de kernen van gasreuzen als Saturnus en Neptunus. Of superionisch ijs ook ergens een technische toepassing heeft? Mogelijk, maar voorlopig is het vooral een natuurkundige curiositeit.