La glace se souvient de la pression qu'elle a subie express

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La glace ordinaire, à très basse température et sous haute pression, ne fond pas mais se transforme en une autre substance solide — tout aussi amorphe, mais beaucoup plus dense. Pendant longtemps, personne ne comprenait ce qui se passait exactement au moment où la glace de faible densité commence à devenir dense.

Dans cette nouvelle étude, des physiciens ont construit un modèle informatique et ont pour la première fois clairement vu la frontière entre ces deux états. Entre eux se trouve une couche fine comme une lame — de quelques molécules d'épaisseur seulement. Sa structure rappelle un troisième type de glace, la glace « moyenne » (MDA), mais cette couche ne croît pas et ne se transforme pas en un bloc distinct. Elle reste en place, comme une couture entre deux tissus.

Pour observer de tels détails, un réseau de neurones entraîné à distinguer les types de glace selon l'arrangement mutuel des molécules d'eau a été utilisé. Il a montré que le rôle principal n'est pas joué simplement par la distance entre les molécules, mais par la façon dont elles sont orientées les unes par rapport aux autres — c'est-à-dire le motif des liaisons hydrogène. C'est ce motif qui change lors de la transition de l'empilement de faible densité à celui de haute densité.

Cette mémoire n'est pas une simple curiosité. Elle indique que la transition entre les états de la glace ressemble à un mouvement avec frottement, et non à un saut purement élastique. Peut-être que des effets similaires se cachent dans d'autres matériaux amorphes — des verres aux gels. Comprendre comment la glace se souvient de la pression pourrait donc aider à mieux contrôler les propriétés de divers matériaux non cristallins.