水是人类世界中最常见、最 essential 的物质。我们 literally 离不开它作为近万能溶剂的性质。它从天而降。我们在其中沐浴、饮用，并为了乐趣而沉浸其中。但如果仅将其视为液体，水表现出完全违背其他液体的古怪行为。它结冰时密度会降低。其表面张力奇异地高。其沸点也是如此。而且，根据其分子量，它在室温下应该是一种气体。而这都是在正常、环境条件下的地球。调整压力和温度几个档次，水的古怪行为会更加失控。科学家现在展示了已知最奇特的冰相之一——在高达230万个大气压的荒谬压力下，和高达2630开尔文（2357摄氏度，或4274华氏度）的惊人温度。在这些温度下，人们本应预期水 emphatically 成为气体——甚至部分分解成其组成的氢和氧原子。但在行星深处发现的天文压力下，当水从液态转变为气态（蒸气）时，它会膨胀。在数百个大气压的压力下，这种膨胀被抑制。相反，水可以保持非凡的密度，采取在地球表面遇见的任何冰都不存在的异形形式。其中一种是超离子冰——一种深度古怪的物质状态，既非完全固态也非完全液态。其氧原子保持在刚性晶格中，正如固体那样。但氢核是可移动的，通过该晶格扩散得更像液体中的粒子。在略有不同的条件下，氧原子的排列转变为不同的相。已知水冰有大约20多种相，其中几种在极端条件下会变成超离子冰。科学家总是寻找更多。这不仅仅是为了古怪而古怪。人们认为超离子冰深存在于天王星和海王星内部，其不寻常的性质可能在生成行星同样不寻常的磁场中发挥作用。在他们的新实验中，由法国能源原子能委员会的物理学家亚历克西斯·福雷斯特领导的团队，将微小的水样暴露在冰巨行星内部预期的极端条件下。他们将样品夹在钻石尖端之间，施加高达230吉帕斯卡的压力，同时使用激光将它们加热到数千度。这是地球大气层海平面压力的230倍——为了背景，地心的压力约为360吉帕斯卡。然后，使用一个极窄的同步辐射X光束，他们探测冰的晶体结构的变化。结果出现了理论上预测但从未在实验中无可辩驳观察到的配置：六方密堆积，或hcp冰。随着hcp晶体的加热，其膨胀也显示出超离子行为的特征，表明它在约1700开尔文时进入了超离子状态。该名称指的是氧原子的排列。想象一下你正在打包相同的球体分层；有多种不同的方式可以堆叠这些层，同时尽可能紧密地打包球体。研究人员观察到的新hcp冰相的条件（填充三角形和填充圆形）显示了其在极端压力和温度下的出现。（Forestier等人，Phys. Rev. Lett.，2026）此前已识别出一种超离子冰形式，其结构为面心立方，或fcc结构。在新识别的hcp冰中，层的堆叠顺序不同。研究人员发现，可以将一种转换为另一种...