Jauns "fāzes pārejas" veids ūdenī pirmo reizi tika ierosināts pirms 30 gadiem Bostonas universitātes zinātnieku pētījumā.
Tomēr šīs hipotēzes eksperimentāls apstiprinājumsvēl nav izdevies, jo pārejai jānotiek tādās temperatūrās, kur normālos apstākļos ūdens pārvēršas ledū. Rakstā, kas publicēts žurnālā Nature Physics, pētnieki no Birmingemas Universitātes un Sapienza universitātes Romā sniedz pierādījumus par "blīva ūdens" esamību.
Fiziķi ir izmantojuši datorsimulācijas,lai izskaidrotu, kādas pazīmes atšķir divus šķidrumus mikroskopiskā līmenī. Viņi atklāja, ka ūdens molekulas augsta blīvuma šķidrumā veido struktūras, kas tiek uzskatītas par "topoloģiski sarežģītām", piemēram, trīslapu mezglu (līdzīgs kliņģerim) vai Hopf saiti (līdzīgi ķēdes posmiem). Turpretim molekulas zema blīvuma šķidrumā lielākoties veido vienkāršus gredzenus, un tāpēc molekulas zema blīvuma šķidrumā nav sapinušās.
Augsta blīvuma ūdens stāvokļa datormodelis. Attēls: Andreas Neophytou et al., Nature Physics
Pētnieki izmantoja savās simulācijāsūdens koloidālie un molekulārie modeļi. Koloīdi ir daļiņas, kas var būt tūkstoš reižu lielākas nekā viena ūdens molekula. Salīdzinoši lielāka izmēra un līdz ar to lēnākas kustības dēļ koloīdus izmanto, lai novērotu un izskaidrotu fizikālās parādības, kas notiek arī daudz mazākos atomu un molekulāros mērogos.
Šajā rakstā mēs pirmo reizi piedāvājam ieskatušķidruma-šķidruma fāzes pāreja, pamatojoties uz tīkla sapīšanās idejām. Esmu pārliecināts, ka šis darbs iedvesmos jaunai teorētiskai modelēšanai, kuras pamatā ir topoloģiskās koncepcijas.
Frančesko Sciortino, Sapienza universitātes profesors un pētījuma līdzautors
Pētnieki uzskata, ka viņi ir attīstījušiesmodelis palīdzēs izstrādāt eksperimentālos apstākļus, lai apstiprinātu fāzes pāreju šķidrumā. Turklāt viņi uzskata, ka līdzīgus stāvokļus var novērot arī citās vielās, piemēram, silīcijā.
Lasīt vairāk:
Rekordiskā koronālās masas izmešana Betelgeuse ir 400 miljardus reižu lielāka nekā Saule
Megalodons vienā reizē ēda dzīvnieku zobenvaļa lielumā
Everests atrada DNS pēdas, kurām tur nevajadzētu būt