Nový typ „fázového prechodu“ vo vode bol prvýkrát navrhnutý pred 30 rokmi v štúdii vedcov z Bostonskej univerzity.
Experimentálne potvrdenie tejto hypotézysa zatiaľ nepodarilo, pretože prechod musí nastať pri teplotách, kedy sa za normálnych podmienok voda mení na ľad. V článku publikovanom v časopise Nature Physics výskumníci z University of Birmingham a Sapienza University v Ríme poskytujú dôkazy o existencii „hustej vody“.
Fyzici použili počítačové simulácie,vysvetliť, aké znaky odlišujú tieto dve kvapaliny na mikroskopickej úrovni. Zistili, že molekuly vody v kvapaline s vysokou hustotou tvoria štruktúry, ktoré sa považujú za „topologicky zložité“, ako je uzol trojlístka (podobný praclíku) alebo Hopfov článok (podobný reťazovým článkom). Naproti tomu molekuly v kvapaline s nízkou hustotou väčšinou tvoria jednoduché krúžky, a preto molekuly v kvapaline s nízkou hustotou nie sú zapletené.
Počítačový model stavu vody s vysokou hustotou. Obrázok: Andreas Neophytou a kol., Nature Physics
Výskumníci použili pri svojich simuláciáchkoloidné a molekulárne modely vody. Koloidy sú častice, ktoré môžu byť tisíckrát väčšie ako jedna molekula vody. Kvôli ich relatívne väčšej veľkosti a teda pomalšiemu pohybu sa koloidy používajú na pozorovanie a vysvetlenie fyzikálnych javov, ktoré sa vyskytujú aj v oveľa menších atómových a molekulárnych mierkach.
V tomto dokumente po prvýkrát ponúkame pohľad nafázový prechod kvapalina-kvapalina založený na myšlienkach sieťového zapletenia. Som si istý, že táto práca bude inšpiráciou pre nové teoretické modelovanie založené na topologických konceptoch.
Francesco Sciortino, profesor na univerzite Sapienza a spoluautor štúdie
Výskumníci sa domnievajú, že sa vyvinulimodel pomôže navrhnúť experimentálne podmienky na potvrdenie fázového prechodu v kvapaline. Okrem toho sa domnievajú, že podobné stavy možno pozorovať aj v iných látkach, napríklad v kremíku.
Čítaj viac:
Rekordný výron koronálnej hmoty v Betelgeuse je 400 miliárd krát väčší ako Slnko
Megalodon zožral naraz zviera veľkosti kosatky
Everest našiel stopy DNA, ktoré by tam nemali byť