الجليد اللي بنحطه في الميه مش الجليد الوحيد في الكون
خلّيني أعترف لكم بشيء: كنت لحد قريب بعتبر الجليد حاجة مملة جدًا. مية متجمدة؟ إيه الإبهام ده! بس بقالي فترة بحétit في أبحاث الجليد، ويا صديقي — كل حاجة كنت味儿ها كانت غلط.
مفيش نوع واحد من الجليد. لأ! فيه عشرات الأنواع. والسنة دي، اكتشف العلماء نوع جديد خارق للطبيعة بشكل مش مصدق.
خلّيني أعرّفكم على الجليد ذي الترتيب السداسي المُحكم — أو "Ice HCP" زي ما بيتقال بالإنجليزي.
يعني فيه أنواع مختلفة من الجليد؟
اللي ميتقالش لينا في المدرسة: لما العلماء بيتكلموا عن الجليد، عادةً بيقصوا على "الجليد رقم واحد" — البلورات السداسية اللي بنحطها في المشروبات. لكن تحت ضغوط وحرارات مختلفة، المية تقدر تترتب بطريقة بلّورانية مختلف تمامًا.
لحد دلوقتي، العلماء صنّفوا الجليد من النوع الأول لحد النوع التاسع عشر (وأكتر بكتير)، وكل نوع بيتكوّن تحت ظروف أقرب للجنون. ضربات ضغط ملايين المرات أعلى من اللي بنحسّ بيها على الشط، وحرارات تخلي الفرن يحسدهم.
الجديد في الحكاية؟ النوع ده — HCP — ممكن يبقى "الجليد رقم ثلاثة وعشرين" رسميًا لو العلماء وافقوا. وهو بصراحة من أمتع الأنواع على الإطلاق.
إيه اللي يخلي النوع ده مميز كده؟
تخيّل جمبك بلوك جليد. تمام؟ دلوقتي انسى الصورة دي خالص، لأن الجليد HCP حاجة تانية تمامًا.
الاسم التقني ليه هو "الجليد فوق-الأيوني" — وهو من أغرب المواد اللي ممكن تقرأ عنها. الفكرة ببساطة: في النوع ده، ذرات الأكسجين بتثبّت نفسها في شكل بلّوري صلب، زي قضبان قفص. لكن ذرات الهيدروجين؟ دي حرة تترفرف جوه القفص ده زي أطفال في عيد ميلاد.
والموضوع بيكون أكتر تشويقًا لما تعرف إن ذرات الهيدروجين اللي بتهرّب جوه القفص دي بتاعة شحنة كهربائية. يعني الجليد فوق-الأيوني مش حاجة غريبة نادرة بس — هو موصّل للكهرباء، زي السلك.
العلماء كانوا متوقعين وجود النوع ده من décadas — يعني سنين كتير — لحد ما نجحوا أخيرًا في صنعه في المعمل سنة 2019. النسخة دي، اللي اتسمّيت "الجليد رقم ثمانية عشر"، فيها الأكسجين مرتب بطريقة اسمها "التنظيم المكعبي مُحور الوجه". تخيّله زي ترتيب برتقالات في السوبرماركت — منتظم وترتيبه حلو.
لكن الجليد HCP الجديد اللي اكتشفه فريق "فورستييه"؟ الترتيب فيه سُداسي، ومشابه للقديم. وهو بيظهر تحت ظروف أقوى: ضغط قريب من ضعف مليون مرة من ضغط الغلاف الجوي للأرض، وحرارة حوالي 2,630 كلفن (يعني أكتر من 4,000 درجة فهرنهايت — حرارة بتسيب الفولاذ يتسيب).
إزاي اكتشفوه أصلاً؟
بحب أتخيّل التجربة دي. الفريق من هيئة الطاقة الذرية والطاقة البديلة في فرنسا (CEA) حطوا عينات مية صغيرة جدًا بين طرفين من الألماس — يعني زي ما تضغط نقطة مية بين أثقل مادتين على الأرض.
استخدموا طبقات ألماس بتمتص الليزر، وفحصوا العينات بأشعة إكس قوية في facility في مدينة غرينوبل بفرنسا. وبعدين... زادوا الضغط والحرارة. وبعدين بدءوا يراقبوا.
تحت ضغط منخفض، لقوا الجليد فوق-الأيوني القديم (fcc) بيتكوّن زي ما متوقع. لكن لما ضغطوا أكتر — فوق 200 غيغاباسكال — الترتيب السداسي HCP بدأ يظهر. ولحد نهاية التجربة، الهيمنة كانت للـ HCP بالكامل، والأشكال القديمة كادت تختفي.
زي ما تتفرج على تحوّل علمي وهو بيحصل قدام عينيك. وبصراحة؟ ده من أكتر التجارب إثارة اللي ممكن تتخيّلها.
ليه المفروض تهتم بنوع جليد جديد؟
هنا بقى الموضوع بيكون مثير فعلاً — خاصّة لو زيك بتحب حاجات الفضاء:
اكتشافنا ده ممكن يساعدنا نفهم حاجات غامضة عن المجموعة الشمسية الخارجية.
أورانوس ونيبتون بيتسمّوا "العمالقة الجليدية"، بس متتخيلهمش ككواكب متجمدة. في أعماقهم، المية والأمونيا والميثان موجودة كسوائل ساخنة وكثيفة جدًا — والفلاسفة الفلكيين بيقولوا "جليد" لأنها بتسلك نفس تحت الظروف القاسية دي.
لما مسبار فوييجر 2 مرّق جنب الكوكبين من عقود، لقى حاجة غريبة: حقولهم المغناطيسية مش منتظمة خالص. حقول الأرض مغناطيسها تقريبًا مستوى مع محور الدوران. لكن أورانوس ونيبتون؟ مغناطيسهم مائل بزوايا غريبة وغير متماثل بطريقة ما بتتناسبش مع اللي بنتوقعه من داخلهم.
العلماء من زمان بيشكوا إن فيه طبقة رقيقة من سائل موصّل في نص الكوكبين دي بتولّد الحقول الغريبة دي. والجليد فوق-الأيوني؟ بقى أقوى مرشّح لطبيعة اللي بيحيط بالطبقة دي.
اكتشاف الجليد HCP الجديد مهم بشكل خاص لأنه بيتكوّن تحت ظروف أعظم وأقسى من اللي بيتكوّن فيها النوع القديم. يعني في أعماق العمالقة الجليديين دول، HCP ممكن يكون هو السائد — وده ممكن يغيّر تمامًا طريقة نمذجة العلماء لأحشاء الكواكب البعيدة دي.
زي ما الباحثين قالوا: الاكتشاف ده "ممكن يكون له تأثيرات مهمة على الطبقية والديناميكية للأغطية فوق-الأيونية" ليهم.
الكون مازال بيصير أغرب
مش عارف عنكم، بس أنا بحس بإشباع عميق من اكتشافات زي دي. مبنعدّيش الكون بس — بنفهم تفاصيله وطبقاته وتعقيداته الخفية.
من كام عقد، مكناش عارفين أصلاً إن الجليد فوق-الأيوني موجود. دلوقتي بنكتشف إن فيه أنواع مختلفة منه، وإن الأنواع دي ممكن تشكّل سلوك كواكب كاملة على بُعد مليارات الأميال.
كل ما بقرأ عن اكتشافات زي HCP، بتتذكّر إن الكون مش أغرب من اللي بنتخيّله بس — لأ، أكيد أغرب من اللي نقدر نتخيّله. وده جميل أوي، مش كده؟
المرّة الجاية اللي تملا كوب مية بالجليد العادي، خد لحظة تقدّر بيها إن في مكان ما في الكون، المية ممكن تكون موجودة بشكل يخلّي الفريزر بتاعك يبدو زي صحراء.