Ilmuwan Temukan Es Superionik yang Hanya Bisa Cair di Suhu Panas Ekstrim
CALIFORNIA - Sejauh yang telah diketahui es berasal dari molekul air sederhana yang menetap pada posisi tetap ketika membeku dan mencair ketika berhadapan dengan kenaikan suhu. Namun, es dengan titik leleh tinggi yang mengakibatkan air beku tersebut tetap padat ketika dihadapkan pada suhu panas ekstrim justru ditemukan oleh para ilmuwan dan dikenal sebagai es superionik.
Dilansir dari situs Science Alert, Senin (16/10/2023) keberadaan dan struktur kristal es superionik ini untuk pertama kalinya dikonfirmasi pada tahun 2019 lalu. Para peneliti di beberapa universitas di Amerika Serikat dan laboratorium Stanford Linear Accelerator Center di California (SLAC) kemudian mengkonfirmasi adanya fase baru dari es superionik tersebut yang ditemukan pada tahun lalu.
Es yang diperkirakan tidak hanya menghuni interior Uranus dan Neptunus ini sebelumnya memang telah diprediksi memiliki struktur unik. Atom oksigen dalam es superionik terkunci dalam kisi kubik padat, sementara atom hidrogen yang terionisasi dilepaskan dan mengalir melalui kisi tersebut seperti elektron melalui logam.
Hal inilah yang kemudian mendasari sifat konduktif pada es superionik. Para ilmuwan mengkonfirmasi bahwa peningkatan titik leleh pada es tersebut menjadikan air beku tetap padat pada suhu yang sangat tinggi.
Selain itu, fakta bahwa es ini berada pada planet ektrasurya seperti Uranus dan Neptunus yang memiliki tekanan ekstrim sebesar 2 juta kali atmosfer bumi beserta interiornya yang sama panasnya dengan permukaan Matahari, menjadikan tekanan dan suhu ini dilibatkan dalam penelitian fase es unik ini. Seperti halnya dilakukan dalam studi terbaru oleh fisikawan Arianna Gleason dan rekannya dari Universitas Stanford.
“Penemuan terbaru tentang planet ekstrasurya mirip Neptunus yang kaya air memerlukan pemahaman yang lebih rinci tentang diagram fase [air] pada kondisi tekanan-suhu yang relevan dengan interior planetnya,” jelas Arianna Gleason dan rekannya dalam makalah mereka pada 2022 lalu.
Studi dilakukan dengan membombardir irisan tipis air yang diapit di antara dua lapisan berlian dengan laser yang sangat kuat. Gelombang kejut yang diberikan berturut-turut meningkatkan tekanan hingga 200 GPa (2 juta atmosfer) dan suhu hingga sekitar 5.000 K (8.500 °F) – lebih panas dari suhu percobaan tahun 2019, tetapi pada tekanan yang lebih rendah.
Pola difraksi yang dihasilkan akhirnya mengonfirmasi bahwa kristal es tersebut merupakan fase baru yang berbeda dari es superionik yang diamati pada tahun 2019. Es superionik yang baru ditemukan dan diberi label Ice XIX ini diketahui memiliki struktur kubik berpusat pada tubuh dengan peningkatan konduktivitas lebih tinggi dibandingkan pendahulunya pada tahun 2019, Ice XVIII.
Peningkatan konduktivitas lapisan es superionik terbaru yang mencair pada suhu panas ekstrim ini kemudian disimpulkan akan mendorong terbentuknya medan magnet multipolar yang miring seperti yang berasal dari Uranus dan Neptunus. (Chasna Alifia Sya’bana)
(Saliki Dwi Saputra )
