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冰巨行星核心的压力与温度极端，其中的水会转变为地球上自然条件下完全陌生的相态——超离子水。这是一种冰，但不同于普通冰，它兼具高温与黑色特征。数十年来，科学家推测海王星和天王星核心的超离子水，是旅行者2号探测到的混乱、非对齐磁场的成因。SLAC国家加速器实验室与索邦大学的Leon Andriambariarijaona及其合作者，在《自然·通讯》发表的实验提供了关键证据：这种冰的结构比预期远为混乱。
学校通常教授物质四态（固态、液态、气态、等离子态），但超高压高温下的水可处于超离子相：看似固体，实则氧原子形成晶格，氢原子则自由穿梭于晶格间并导电。过去理论认为，超离子水的氧晶格是完美晶体（体心立方BCC或面心立方FCC），但旅行者2号观测到的混沌磁场与这种规整晶格不符，因此科学家决定通过实验验证晶格理论。
制备超离子水需极端条件：用金刚石对顶砧将水压至180万大气压，再以脉冲激光加热至约2500开尔文。因条件降低则立刻分解，实验者需在万亿分之几秒内用X射线衍射分析结构。X射线衍射是研究晶体结构的常用手段（可高速成像原子位置），但结果显示晶格混乱：FCC与六方密堆积HCP混合，压力升高时还出现重叠晶格，与理论中清晰的结构转变线矛盾。
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地球上无自然存在的超离子水，但它构成冰巨行星内部，可能是银河系最丰富的水类型。冰巨行星是已知系外行星的重要组成部分，虽可能因大小与轨道易被探测（而非实际比例），但水在宇宙中存在多样形态，是有趣的科学事实。
