Науковці з Чиказького університету та Міжнародного центру теоретичної фізики Абдуса Салама використовували квантово-механічні симуляції, щоб побачити, як світло впливає на кристалічну структуру льоду, пише Успіх in UA.
«Ніхто раніше не міг змоделювати, що відбувається, коли UV світло потрапляє на лід з такою точністю», — каже Джулія Галлі, один із старших авторів дослідження.
Хоча ми часто уявляємо лід як ідеальний кристал, природний лід майже завжди має мікродефекти: відсутні молекули води, зсунутий водневий зв’язок або заряди йонів. Ці маленькі недосконалості визначають, як лід реагує на UV світло, запускаючи складні хімічні процеси, повідомляє techno.nv.
«Лід насправді дуже складно досліджувати. Коли світло взаємодіє з льодом, розриваються хімічні зв’язки, утворюються нові молекули та заряджені іони, які змінюють його властивості», — пояснює Марта Монті, перша авторка дослідження.
Вчені по черзі додавали у моделі льоду дефекти: відсутню молекулу води, іони або зсунутий атом водню. Потім вони дивилися, як кожен дефект змінює поглинання UV світла.
Кожен дефект створював унікальний «оптичний підпис» — власний спосіб поглинати та випромінювати світло. Наприклад, гідроксид-іони змінюють енергію, на якій лід починає поглинати світло, а дефекти водню призводять до ще більших змін.
На молекулярному рівні UV світло розриває молекули води, утворюючи йони гідронію, гідроксильні радикали та вільні електрони. Залежно від дефектів, електрони або вільно рухаються всередині льоду, або застрягають у маленьких порожнинах.
Читайте також: Науковці з’ясували, що насправді приховує вічна мерзлота
Розуміння таких процесів допоможе точніше передбачати викиди парникових газів із відтаючої вічної мерзлоти на Землі. Також це знання корисне для досліджень крижаних супутників Юпітера та Сатурна, таких як Європа і Енцелад, де UV світло постійно змінює хімію льоду на поверхні.
Вчені вже співпрацюють із лабораторіями, щоб перевірити результати своїх комп’ютерних моделей експериментально.
Залишити відповідь