Исследователи доказали, что вода имеет несколько жидких состояний
Международная команда физиков доказала, что вода может существовать в двух жидких состояниях разной плотности.
Исследование опубликовано в журнале Science, коротко о нем рассказывает EurekAlert.
Обычное «жидкое» состояние воды, которое мы себе представляем, соответствует нормальной температуре, около 25° C. Однако новое исследование продемонстрировало, что вода при низких температурах (примерно около -63° C) способна существовать в двух различных жидких состояниях: жидкость с низкой плотностью при низком давлении и жидкость с высокой плотностью при высоком давлении. Эти две жидкости имеют заметно разные свойства и отличаются по плотности на 20%.
Результаты предполагают, что при соответствующих условиях вода должна существовать в виде двух несмешивающихся жидкостей, как бывает, если, например, налить воды на слой нефти.
«Гипотеза о том, что вода может существовать в двух различных жидких состояниях, была предложена примерно 30 лет назад на основе результатов компьютерного моделирования, — рассказал профессор Николас Джовамбаттиста, один из авторов исследования. — Эта противоречащая нашим представлениям гипотеза была одним из самых важных вопросов в химии и физике воды. И сложна для исследования, поскольку при экспериментах неизбежно образовывался лед».
Международная команда физиков использовала сложные эксперименты и компьютерное моделирование, чтобы доказать эту теорию. Эксперименты были выполнены учеными из Стокгольмского университета в Швеции, Университета POSTECH в Корее, PAL-XFEL в Корее и национальной лаборатории ускорителей SLAC в Калифорнии. Компьютерное моделирование, выполненное американскими и канадскими физиками, сыграло важную роль в интерпретации экспериментов.
Поскольку вода является одним из важнейших веществ на Земле, ее фазовое поведение играет фундаментальную роль во множестве различных областей. Необычные характеристики фазового поведения воды, такие как наличие двух жидких состояний, могут повлиять на многочисленные научные и инженерные приложения.
Фото: Shutterstock
