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南大团队预言冰巨星内部存在二氧化硅混合配位高压相,成果登物理学顶刊

olivia chan

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从南京大学官网获悉,该校物理学院孙建教授、王慧田教授、邢定钰院士和南京大学地球科学与工程学院陆现彩教授等人预言冰巨星内部存在二氧化硅混合配位高压相。

研究团队利用晶体结构搜索和第一性原理计算等方法预言了一种混合配位的新型二氧化硅高压相,并发现这种高压相的稳定压强范围正好涵盖了海王星的核心压强温度条件,预示着这种二氧化硅高压相可能在太阳系巨行星和其它系外行星的内部大量存在。

孙建教授课题组近年来在行星物质及其新物态方面有一系列的重要进展,发现海王星、天王星这类巨行星中的氦可以与其积冰层中的水、氨和甲烷等物质反应生成新的化合物并在高温高压下形成新奇的物态。

前人的研究发现,海王星、天王星这类气态行星的内部有一个石质的核,也就是说应该有二氧化硅,然而二氧化硅在这些行星内部温压条件下究竟处于什么样的晶体结构却一直是个悬而未决的问题。

基于这样的背景,孙建教授课题组用自行开发的基于机器学习和图论辅助的晶体结构搜索方法和第一性原理计算,对高压下的二氧化硅晶体结构,以及它们在高温高压下的物态进行了系统研究,得到了一系列令人惊奇的理论结果。

相关研究成果以“Mixed Coordination Silica at Megabar Pressure”为题,于2021年1月20日发表在国际物理学顶级期刊《Physical Review Letter》上。

参考资料:https://www.nju.edu.cn/c6/40/c3674a509504/page.htm


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