科学家在极端条件研究中取得突破性进展——一种此前未被观测到的水形态“超离子水”结构被成功捕捉。这项发现由德国罗斯托克大学、法国CNRS综合理工学院及赫姆霍兹德累斯顿-罗森多夫中心的研究团队共同完成，相关成果已通过超快X射线衍射技术实现可视化验证。
实验数据显示，这种特殊形态的水在微观层面呈现“固液共存”特征：氧原子构成稳定的晶格框架，而氢离子（质子）则如同液体般在晶格间隙自由迁移。这种独特的物质状态赋予水极强的导电能力，其导电性远超常规液态水。研究团队指出，这种特性与天王星、海王星内部观测到的异常磁场现象高度吻合，为解释冰巨星复杂的磁场结构提供了关键线索。
要实现水的这种相变需要极端环境条件。实验中，研究人员通过强激光脉冲在瞬间制造出2500开尔文（约2200℃）高温与180吉帕压力的极端状态——后者相当于地球大气压的180万倍。这种压力水平虽在冰巨星内部普遍存在，但在实验室中需借助快速连续冲击压缩技术才能短暂达成。整个相变过程仅持续数皮秒（万亿分之一秒），团队使用与该时间尺度匹配的超快X射线激光脉冲，成功捕捉到氧原子晶格的瞬时结构。
微观结构分析显示，高压环境下氧原子并未形成理论预测的最紧密堆积形态，而是呈现面心立方与六方堆积的混合结构，晶格中存在大量层错缺陷。这一发现表明，即便在百万倍大气压的极端条件下，水分子仍保持着某种程度的动态无序性。科学家推测，这种特殊形态的水可能是太阳系中水的最主要存在形式，尤其在以水为主要成分的冰巨星内部可能广泛分布。
