Благородные газы на Сатурне оказались проводниками электричества

Международная группа физиков смоделировала условия, в которых находятся благородные газы вблизи ядер газовых гигантов, таких как Юпитер и Сатурн. Оказалось, что в такой экстремальной среде гелий, неон, аргон и ксенон могут менять свои свойства и превращаться в проводники. Исследование будет опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, а кратко ознакомиться с работой можно на сайте института.

Физики помещали в алмазную ячейку различные благородные газы, после чего сжимали их под давлением в 100 тысяч раз превышающим атмосферное. Затем, с помощью лазера содержимое ячейки раскаляли до 28 тысяч градусов Кельвина. Обнаружилось, что в такой среде газы теряют свою прозрачность, но приобретают новое для них свойство — электрическую проводимость. 

По словам авторов, у этого открытия есть целый ряд возможных применений. Например, это может объяснить, почему Сатурн испускает гораздо больше тепла, чем того можно ожидать на основе данных о его соседе, Юпитере. Физики утверждают, что данный процесс напрямую связан с возможностью гелия и неона растворяться в жидком водороде, в обилии присутствующем вблизи ядер газовых гигантов.

В случае как Сатурна, так и Юпитера, внутреннего давления и температуры достаточно для растворения ставшего проводником гелия в проводящем же водороде. Однако, в отличие от Юпитера, Сатурн не обеспечивает условий, достаточных для превращения неона в проводник, что значительно ограничивает его смешиваемость с водородом, поскольку, в согласии с известным эмпирическим правилом «подобное растворяется в подобном».

В результате ядро Сатурна может быть окружено океаном жидкого неона, предотвращающим его эрозию и перемешивание с внешними слоями атмосферы. Ядро Юпитера за счет диффузии теряет плотность и становится холоднее, предполагают авторы.

Один из соавторов работы — Александр Гончаров, российский физик, выпускник МФТИ, работающий ныне в Геофизической лаборатории Института Карнеги. Ранее его команда обнаружила связь между фазовым переходом в арсенидах железа и потерей ими сверхпроводимости.