Pirmą kartą per 30 metų pasiūlytas naujos rūšies "fazinis perėjimas" vandenyjegrįžo į Bostono mokslininkų atliktą tyrimą
Tačiau eksperimentinis šios hipotezės patvirtinimaskol kas nepavyko, nes perėjimas turi įvykti esant tokioms temperatūroms, kai normaliomis sąlygomis vanduo virsta ledu. Žurnale „Nature Physics“ publikuotame dokumente Birmingamo universiteto ir Romos Sapienza universiteto mokslininkai pateikia „tankaus vandens“ egzistavimo įrodymų.
Fizikai naudojo kompiuterinį modeliavimą,paaiškinti, kokios savybės išskiria du skysčius mikroskopiniame lygmenyje. Jie nustatė, kad didelio tankio skystyje esančios vandens molekulės sudaro struktūras, kurios laikomos „topologiškai sudėtingomis“, pavyzdžiui, trefoil mazgas (panašus į kliņģerį) arba Hopf grandis (panašus į grandinės grandis). Priešingai, mažo tankio skystyje esančios molekulės dažniausiai sudaro paprastus žiedus, todėl mažo tankio skystyje esančios molekulės nesusipainioja.
Kompiuterinis didelio tankio vandens būklės modelis. Vaizdas: Andreas Neophytou et al., Nature Physics
Tyrėjai naudojo savo modeliavimekoloidiniai ir molekuliniai vandens modeliai. Koloidai yra dalelės, kurios gali būti tūkstantį kartų didesnės nei viena vandens molekulė. Dėl santykinai didesnio dydžio ir dėl to lėtesnio judėjimo koloidai naudojami stebėti ir paaiškinti fizikinius reiškinius, kurie taip pat vyksta daug mažesnėse atominėse ir molekulinėse skalėse.
Šiame straipsnyje pirmą kartą siūlome pažvelgti įskysčių-skysčių fazių perėjimas, pagrįstas tinklo susipynimo idėjomis. Esu tikras, kad šis darbas įkvėps naujam teoriniam modeliavimui remiantis topologinėmis koncepcijomis.
Francesco Sciortino, Sapienza universiteto profesorius ir tyrimo bendraautoris
Tyrėjai mano, kad jie išsivystėmodelis padės sukurti eksperimentines sąlygas, kad būtų patvirtintas fazės perėjimas skystyje. Be to, jie mano, kad panašias būsenas galima pastebėti ir kitose medžiagose, pavyzdžiui, silicyje.
Skaityti daugiau:
Rekordinis vainikinės masės išmetimas Betelgeuse yra 400 milijardų kartų didesnis už saulę
Megalodonas vienu metu suvalgė banginio žudiko dydžio gyvūną
Everestas aptiko DNR pėdsakų, kurių ten neturėtų būti