Fysikere har vist at vann blir til to væsker ved lave temperaturer

En ny type «faseovergang» i vann er foreslått for første gang på 30 årtilbake i en studie av forskere fra Boston

Forfatterne av studien foreslo da at med betydelig kjøling bør flytende vann skille seg i to former med forskjellige tettheter.

Imidlertid eksperimentell bekreftelse av denne hypotesenhar ennå ikke lykkes, fordi overgangen må skje ved temperaturer hvor vann under normale forhold blir til is. I en artikkel publisert i tidsskriftet Nature Physics gir forskere fra University of Birmingham og Sapienza University i Roma bevis for eksistensen av "tett vann".

Fysikere har brukt datasimuleringer,å forklare hvilke egenskaper som skiller de to væskene på mikroskopisk nivå. De fant at vannmolekyler i en væske med høy tetthet danner strukturer som anses som "topologisk komplekse", slik som trefoil-knuten (ligner på en kringle) eller Hopf-lenken (lik kjedelenker). Derimot danner molekylene i en væske med lav tetthet for det meste enkle ringer, og derfor er ikke molekylene i en væske med lav tetthet sammenfiltret.

Datamodell av tilstanden til vann med høy tetthet. Bilde: Andreas Neophytou et al., Nature Physics

Forskerne brukte i sine simuleringerkolloidale og molekylære modeller av vann. Kolloider er partikler som kan være tusen ganger større enn et enkelt vannmolekyl. På grunn av deres relativt større størrelse og derfor langsommere bevegelse, brukes kolloider til å observere og forklare fysiske fenomener som også forekommer på mye mindre atom- og molekylskalaer.

I denne artikkelen tilbyr vi for første gang en titt påvæske-væske faseovergang basert på ideene om nettverkssammenfiltring. Jeg er sikker på at dette arbeidet vil inspirere til ny teoretisk modellering basert på topologiske konsepter.

Francesco Sciortino, professor ved Sapienza University og medforfatter av studien

Forskere mener at de har utviklet segmodell vil bidra til å designe de eksperimentelle betingelsene for å bekrefte faseovergangen i væsken. I tillegg mener de at lignende tilstander kan observeres i andre stoffer, som for eksempel silisium.

Les mer:

Rekordkoronal masseutkast ved Betelgeuse er 400 milliarder ganger større enn solen

Megalodon spiste et dyr på størrelse med en spekkhogger om gangen

Everest fant spor av DNA som ikke skulle være der