Fyzici prokázali, že voda se při nízkých teplotách mění na dvě kapaliny

Nový typ „fázového přechodu“ ve vodě byl poprvé navržen před 30 lety ve studii vědců z Bostonské univerzity.

univerzita. Autoři studie pak navrhli, že při výrazném ochlazení by se kapalná voda měla rozdělit na dvě formy s různou hustotou.

Nicméně experimentální potvrzení této hypotézyse zatím nepodařilo, protože k přechodu musí dojít při teplotách, kdy se za normálních podmínek voda mění v led. V článku publikovaném v časopise Nature Physics vědci z univerzity v Birminghamu a univerzity Sapienza v Římě poskytují důkazy o existenci „husté vody“.

Fyzici použili počítačové simulace,vysvětlit, jaké znaky odlišují tyto dvě kapaliny na mikroskopické úrovni. Zjistili, že molekuly vody v kapalině s vysokou hustotou tvoří struktury, které jsou považovány za „topologicky složité“, jako je uzel trojlístku (podobný preclíku) nebo Hopfův článek (podobný řetězovým článkům). Naproti tomu molekuly v kapalině s nízkou hustotou tvoří většinou jednoduché kruhy, a proto molekuly v kapalině s nízkou hustotou nejsou propletené.

Počítačový model stavu vody s vysokou hustotou. Obrázek: Andreas Neophytou et al., Nature Physics

Výzkumníci použili ve svých simulacíchkoloidní a molekulární modely vody. Koloidy jsou částice, které mohou být tisíckrát větší než jedna molekula vody. Vzhledem k jejich relativně větší velikosti a tedy pomalejšímu pohybu se koloidy používají k pozorování a vysvětlení fyzikálních jevů, které se také vyskytují na mnohem menších atomových a molekulárních měřítcích.

V tomto dokumentu poprvé nabízíme pohled nafázový přechod kapalina-kapalina založený na myšlenkách síťového zapletení. Jsem si jist, že tato práce bude inspirací pro nové teoretické modelování založené na topologických konceptech.

Francesco Sciortino, profesor na univerzitě Sapienza a spoluautor studie

Vědci se domnívají, že se vyvinulimodel, pomůže navrhnout experimentální podmínky pro potvrzení fázového přechodu v kapalině. Navíc se domnívají, že podobné stavy lze pozorovat i u jiných látek, jako je křemík.

Přečtěte si více:

Rekordní výron koronální hmoty v Betelgeuse je 400 miliardkrát větší než Slunce

Megalodon sežral najednou zvíře velikosti kosatky

Everest našel stopy DNA, které by tam neměly být