研究透视：Nat Phys行星条件下超离子水的相行为
宇宙中的大多数水可能是超离子的，其热力学和传输特性，对行星科学至关重要，但很难从实验或理论上进行探索。近日，英国剑桥计算机科学与技术系，卡文迪许实验室Bingqing Cheng，在Nature Physics上发文，报道了利用机器学习和自由能方法，来克服量子力学模拟的局限性，并表征极端条件下水的氢扩散、超离子跃迁和相行为。同时，预测密堆积的超离子相，对于有限系统具有一小部分混合堆积，在很宽的温度和压力范围内是稳定的，而体心立方超离子相，仅在一个小窗口内热力学稳定，但在动力学上是有利的。其中，相界与现有的实验观察一致，有助于解决冰巨星内部绝缘冰、不同超离子相和液态水的部分。
图1 | 氢在水中的扩散与氧的 bcc、fcc 和 hcp 晶格。
图2 | 使用 fcc 氧晶格模拟水中的氢扩散。
图 3 | 氢原子很容易在超离子相和液相之间扩散。
图 4 | bcc、fcc、hcp 和液态水的相稳定性。
文献链接：https://www.nature.com/articles/s41567-021-01334-9
https://doi.org/10.1038/s41567-021-01334-9
本文译自“Nature”。