在液体、固体和气体之外，科学家
发现了一种被称为“超离子冰”的新水相。被科学家称为“奇怪的黑冰”的水相通常在海王星和天王星等行星的核心形成的。
在《Nature Physics》上发表的
研究中，由芝加哥大学研究教授 Vitali Prakapenka 共同领导的一组科学家详细描述了产生这种冰所需要的极端条件。它之前只被人类短暂“瞥见”过一次，当时科学家向一滴水发射了巨大的冲击波，创造出的超离子冰只存在了一瞬间。在这一次的实验中，研究团队采取了一种不同的方法。他们将水压在两颗钻石中（地球上最坚硬的材料）之间，以重现存在于行星核心的巨大压力。研究报告显示，之后他们使用高级光子源（Advanced Photon Source）或者高亮度X射线束，让激光透过钻石来加热水。
Prakapenka 在新闻稿中表示：“想像一个立方体，在晶格的角落里，氧原子由氢原子连接在一起，当它转变为这种新的超离子相的时候，晶格膨胀，让氢原子四处迁移，而氧原子的位置则保持稳定。”“这有点像一个坚固的氧晶格漂浮在氢原子的海洋之中。”该团队用 X 射线观察结果，发现这种冰变得不那么致密，而且因为与光的相互作用不同，所以是黑色的。Prakapenka 表示：“这是一种新的物质状态，所以它基本上是一种新材料，它可能与我们想象的不一样。”
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