Un nuevo tipo de “transición de fase” en el agua fue propuesto por primera vez hace 30 años en un estudio realizado por científicos de la Universidad de Boston.
Sin embargo, la confirmación experimental de esta hipótesisaún no ha tenido éxito, porque la transición debe ocurrir a temperaturas donde, en condiciones normales, el agua se convierte en hielo. En un artículo publicado en la revista Nature Physics, investigadores de la Universidad de Birmingham y la Universidad Sapienza de Roma proporcionan evidencia de la existencia de "agua densa".
Los físicos han utilizado simulaciones por computadora,explicar qué características distinguen a los dos líquidos a nivel microscópico. Descubrieron que las moléculas de agua en un líquido de alta densidad forman estructuras que se consideran "topológicamente complejas", como el nudo de trébol (similar a un pretzel) o el enlace Hopf (similar a los eslabones de cadena). Por el contrario, las moléculas en un líquido de baja densidad en su mayoría forman anillos simples y, por lo tanto, las moléculas en un líquido de baja densidad no están entrelazadas.
Modelo informático del estado del agua con alta densidad. Imagen: Andreas Neophytou et al., Nature Physics
Los investigadores utilizaron en sus simulacionesmodelos coloidales y moleculares del agua. Los coloides son partículas que pueden ser mil veces más grandes que una sola molécula de agua. Debido a su tamaño relativamente mayor y, por lo tanto, a su movimiento más lento, los coloides se utilizan para observar y explicar fenómenos físicos que también ocurren en escalas atómicas y moleculares mucho más pequeñas.
En este artículo, por primera vez, ofrecemos una mirada atransición de fase líquido-líquido basada en las ideas de entrelazamiento de redes. Estoy seguro de que este trabajo inspirará nuevos modelos teóricos basados en conceptos topológicos.
Francesco Sciortino, profesor de la Universidad Sapienza y coautor del estudio
Los investigadores creen que han desarrolladomodelo, ayudará a diseñar las condiciones experimentales para confirmar la transición de fase en el líquido. Además, creen que se pueden observar estados similares en otras sustancias, como el silicio.
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