تم اقتراح نوع جديد من "الانتقال المرحلي" في الماء لأول مرة قبل 30 عامًا في دراسة أجراها علماء من جامعة بوسطن.
ومع ذلك ، تأكيد تجريبي لهذه الفرضيةلم ينجح بعد ، لأن الانتقال يجب أن يحدث في درجات حرارة حيث ، في ظل الظروف العادية ، يتحول الماء إلى جليد. في ورقة بحثية نُشرت في مجلة Nature Physics ، قدم باحثون من جامعة برمنغهام وجامعة سابينزا في روما دليلاً على وجود "المياه الكثيفة".
استخدم الفيزيائيون المحاكاة الحاسوبية ،لشرح الميزات التي تميز السائلين على المستوى المجهري. ووجدوا أن جزيئات الماء في تراكيب سائلة عالية الكثافة تعتبر "معقدة طوبولوجيًا" ، مثل عقدة ثلاثية الفصوص (تشبه البسكويت المملح) أو رابط هوبف (على غرار روابط السلسلة). في المقابل ، تشكل الجزيئات في سائل منخفض الكثافة في الغالب حلقات بسيطة ، وبالتالي فإن الجزيئات الموجودة في سائل منخفض الكثافة غير متشابكة.
نموذج حاسوبي لحالة الماء بكثافة عالية. الصورة: أندرياس نيوفيتو وآخرون ، فيزياء الطبيعة
استخدم الباحثون في عمليات المحاكاة الخاصة بهمالنماذج الغروانية والجزيئية للماء. الغرويات هي جزيئات يمكن أن تكون أكبر ألف مرة من جزيء الماء الواحد. نظرًا لحجمها الأكبر نسبيًا وبالتالي حركتها أبطأ ، تُستخدم الغرويات لمراقبة وتفسير الظواهر الفيزيائية التي تحدث أيضًا على المقاييس الذرية والجزيئية الأصغر بكثير.
في هذه الورقة ، ولأول مرة ، نقدم نظرة علىانتقال الطور السائل إلى السائل بناءً على أفكار تشابك الشبكة. أنا متأكد من أن هذا العمل سوف يلهم نمذجة نظرية جديدة قائمة على المفاهيم الطوبولوجية.
فرانشيسكو سكورتينو ، الأستاذ بجامعة سابينزا والمؤلف المشارك للدراسة
يعتقد الباحثون أنهم قد طورواسيساعد النموذج في تصميم الظروف التجريبية لتأكيد انتقال الطور في السائل. بالإضافة إلى ذلك ، يعتقدون أنه يمكن ملاحظة حالات مماثلة في مواد أخرى ، مثل السيليكون.
قراءة المزيد:
القذف الكتلي الإكليلي القياسي في منكب الجوزاء أكبر بـ 400 مليار مرة من الشمس
أكل ميغالودون حيوانًا بحجم حوت قاتل في وقت واحد
وجد إيفرست آثار حمض نووي لا ينبغي أن تكون موجودة