Исследованы релаксирующие водные процедуры для протонов

Автор статьи, опубликованной в Journal of Molecular Liquids, Жан-Луи Деманжи — один из самых уважаемых и опытных исследователей физических свойств воды. На протяжении более чем тридцати лет он трудится над решением важного вопроса: каким образом сверхвысокие разведения, в которых не должно оставаться растворенных веществ, могут проявлять аномальные физические свойства?

Ученый изучает наиболее фундаментальные взаимодействия между атомами в составе молекул раствора. Большая часть работ Деманжи выполнена с применением метода ядерно-магнитного резонанса (ЯМР). Методика основывается на изменении энергии ядер атомов во внешнем поле в зависимости от их окружения. После кратковременного воздействия магнитного импульса атомы возвращаются в исходное положение (релаксируют). Данный процесс может протекать с помощью двух возможных механизмов: спин-спинового и спин-решеточного. Важно то, что в жидкой воде, где нет жесткой кристаллической решетки, преобладает спин-спиновый механизм, а в кристаллах льда — спин-решеточный. В промежуточных по упорядоченности фазах воды (к примеру, клатратах или вязких жидкостях) указанные механизмы релаксации представлены в соотношении, близком к равному.

Изменение энергии ядер в методике ЯМР носит сложный характер, объяснимый с помощью квантовой механики. Но для простого понимания можно представить любой атом, обладающий спином, в виде миниатюрного магнита, который будет подстраиваться под внешнее поле. Воздействие на атом производится коротким магнитным импульсом, он «раскачивает» атом, и после импульса тот некоторое время колеблется. Чем сильнее этот магнит связан с соседями, другими атомами в молекуле, тем сложнее вывести его из состояния равновесия, и тем слабее колебания, которые регистрируются с помощью высокоточного оборудования.

С помощью метода ЯМР можно разглядывать не только молекулы. Он имеет множество применений и в прикладной деятельности, например, в медицине. Всем известная томография является частным случаем применения метода ЯМР. Разделили эти понятия в 80-х годах, когда после Чернобыльской трагедии слово «ядерный» в термине «ядерно-магнитный резонанс» очень пугал людей. Томография никак не связана с радиоактивностью и до сих пор является одним из наиболее эффективных методов визуализации.

В своем обзоре Деманжи отобрал более десятка различных работ, в которых изучалась релаксация протонов (ядер водорода) в растворах сверхвысоких разведений. Все представленные в обзоре эксперименты были выполнены в чистых условиях. Также при подборе источников учитывались различные методические детали проводимых исследований (такие, например, как используемые методики запайки кювет).

В результате такого скрупулезного анализа была показана важнейшая статистическая закономерность: в сверхвысоких разведениях веществ вероятность спин-решеточной релаксации значительно выше, чем в обычной воде, причем при последовательных разведениях этот эффект становится все более выраженным. То есть в образцах сверхвысоких разведений наблюдается более высокая упорядоченность молекул воды. В статье дополнительно приводится ряд параметров, которые можно изменять в целях повышения степени упорядоченности водных систем.

Таким образом, обзор исследователя является одним из доказательств того, что свойства воды изменяются при ее последовательном разведении. Вопрос о том, каким образом это может влиять на биологическую функцию воды, автор оставляет для дебатов ученым-биологам. Представленный Деманжи обзор выполнен на высоком научном уровне и является основанием для дальнейшего обсуждения.