При чрезвычайно высоких значениях давления и температуры вода переходит в суперионную фазу, характеризующуюся формированием атомами кислорода кристаллической решетки при обретении высокой подвижности атомами водорода. Это обуславливает высокую ионную проводимость.

Новое международное исследование было посвящено уточнению фазовой диаграммы суперионной воды, отражающей границы переходов между различными кристаллическими решетками (объемно-центрированной кубической, гранецентрированной кубической и гексагональной плотноупакованной). Ученые применили мощные рентгеновские лазеры на MEC в SLAC и HED в XFEL для генерации ударных волн на микроскопические образцы воды. Для анализа атомной структуры использовалась дифракция.

По результатам установлена возможность существования различных структур в одних условиях (объемно-центрированной и гранецентрированной кубических, гранецентрированной кубической и гексагональной плотноупакованной). Это свидетельствует об отсутствии четких границ между ними и нетрадиционных закономерностях фазовых переходов. На основе этого исследователи предположили отсутствие у суперионной воды единой стабильной кристаллической структуры.

Полученные результаты свидетельствуют о необходимости пересмотра теоретических моделей.

В дальнейшем ученые планируют провести измерения электропроводности в условиях сосуществования различных структур и создать компьютерную модель, а также изучить растворы метана, аммиака и др. для приближения моделей к реальным условиям.