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La Z-Machine : de la glace plus chaude que de l'eau bouillante !

ActualitéClassé sous :physique , Z-machine , Glace

Les chercheurs du laboratoire de Sandia avaient déjà stupéfié la planète, se surprenant eux-mêmes, en atteignant les deux milliards de degrés avec la Z machine. Après avoir largement dépassé la température régnant au coeur du Soleil, les voilà qui font geler de l'eau à des températures supérieures à son point d'ébullition !

La Z machine

Beaucoup de gens l'ignorent mais il existe plusieurs formes de glace, comme le physicien Percy Bridgman l'a démontré au début du siècle dernier par ses expériences sur les hautes pressions. L'eau est décidemment un liquide bien étrange. Si on la gèle à basse pression elle augmente de volume, mais à des pressions plus élevées, celui-ci diminue. Les molécules d'eau peuvent alors s'agencer pour former différents réseaux cristallins, que l'on a baptisé glace II, III etc... C'est ce qu'on peut voir sur le diagramme de phase ci-dessous.

Diagramme de phase de l'eau - Martin Chaplin

Au laboratoire Sandia, Daniel Dolan a soumis un échantillon d'aluminium à un fort courant électrique, d'environ 20 millions d'ampères. Un champ magnétique intense à l'intérieur de la Z-machine en a donc résulté, ce qui a fortement comprimé l'échantillon d'aluminium constitué de plaques, entre lesquelles se trouvait une mince couche d'eau.

En moins d'une centaine de nanosecondes, la pression a dépassé 70 000 atmosphères et l'eau a alors gelé pour former de la glace VII tout en restant plus chaude que de l'eau bouillante !

De telles études sont importantes car l'on s'est rendu compte que les prévisions faites à partir des diagrammes de phase de certaines substances, dont l'eau, n'étaient pas toujours correctes. Pour des ingénieurs, cela peut se révéler catastrophique. De fait, lors des expériences précédentes avec la Z-machine, l'eau utilisée pour refroidir le système se contractait déjà abruptement, il devenait donc urgent de mieux comprendre son comportement dans ces conditions.

Plus généralement, les applications scientifiques ne manquent pas, ainsi les modèles des planétologues pour l'intérieur glacé de Neptune doivent maintenant être révisés !

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