Físicos mostraram que a água se transforma em dois líquidos a baixas temperaturas

Новый вид «фазового перехода» в воде был впервые предложен 30 лет назад в исследовании ученых из Бостонского

universidade. Os autores do estudo sugeriram então que, quando resfriada significativamente, a água líquida deveria se separar em duas formas com densidades diferentes.

No entanto, a confirmação experimental desta hipóteseainda não deu certo, porque a transição deve ocorrer em temperaturas onde, em condições normais, a água se transforma em gelo. Em um artigo publicado na revista Nature Physics, pesquisadores da Universidade de Birmingham e da Universidade Sapienza, em Roma, fornecem evidências da existência de "água densa".

Os físicos usaram simulações de computador,para explicar quais características distinguem os dois líquidos no nível microscópico. Eles descobriram que as moléculas de água em um líquido de alta densidade formam estruturas que são consideradas "topologicamente complexas", como o nó de trevo (semelhante a um pretzel) ou o elo Hopf (semelhante aos elos da cadeia). Em contraste, as moléculas em um líquido de baixa densidade formam principalmente anéis simples e, portanto, as moléculas em um líquido de baixa densidade não estão emaranhadas.

Modelo de computador do estado da água com alta densidade. Imagem: Andreas Neophytou et al., Nature Physics

Os pesquisadores usaram em suas simulaçõesmodelos coloidais e moleculares da água. Colóides são partículas que podem ser mil vezes maiores que uma única molécula de água. Devido ao seu tamanho relativamente maior e, portanto, movimento mais lento, os colóides são usados ​​para observar e explicar fenômenos físicos que também ocorrem em escalas atômicas e moleculares muito menores.

Neste artigo, pela primeira vez, oferecemos uma visãotransição de fase líquido-líquido com base nas idéias de emaranhamento de rede. Tenho certeza que este trabalho inspirará novas modelagens teóricas baseadas em conceitos topológicos.

Francesco Sciortino, professor da Universidade Sapienza e coautor do estudo

Os pesquisadores acreditam que desenvolveramO modelo ajudará a projetar as condições experimentais para confirmar a transição de fase no líquido. Além disso, eles acreditam que estados semelhantes podem ser observados em outras substâncias, como o silício.

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