Учените поставиха нов рекорд в охлаждането на течна вода, като постигнаха -45 градуса по Целзий. Това постижение е далеч под точката на замръзване и демонстрира, че има какво още да научим за физичните свойства на тази популярна субстанция.
В два отделни експеримента, водата била охладена до 230 и 227.7 Келвина, равняващи се съответно на -43.15 и -45.45 градуса по Целзий.
При тези екстремни температури, водата като че ли се превръща в две отделни течности – преминавайки между две различни състояния.
Вече знаем, че водата може да остане течна и при темеператури по ниски от 0 градуса в определени ситуации – например в облаците високо в атмосферата. Всъщност ефектът на замръзване зависи от редица фактори, засягащи молекулите във водата и скоростта, с която кристализират.
Учените вече успяха да забавят замръзването, проявяващо се при образуване на кристални ядра, които започват да привличат други молекули, но досега никой не бе сигурен, до каква степен бихме могли да охладим водата преди да премине в твърдо състояние.
“Новооткритата удивителна характеристика на водата е, че тя би могла да съществува като две различни течности при ниска температура, когато кристализацията е по-бавна”, казва Андерс Нилсън от Университета в Стокхолм, Швеция.
Нилсън и колегите му постигнали температура от 227.7 Келвина, използвайки миниатюрни капчици вода във условия на вакуум (колкото по-малка е капчицата, толкова по-лесно е да се предпази от замръзване). С помощта на рентген те наблюдавали вода с две различни плътности едновременно.
Учените видели как водата се превръща във вискозна течност, която на свой ред почти назабавно се превърнала в друга, още по-вискозна течност с много по-ниска плътност.
Едновременното съществуване на две плътности при определена ниска температура, всъщност е било предсказано по-рано, това обаче е първия в случай в който явлението се наблюдава реално – доказателство, което би могло да повлияе на изследванията в множество сфери – от съхранението на храна до криогениката.
При втория експеримент, извършен от друг международен екип, също били използвани микроскопични капчици вода във вакуум. Този път изследването демонстрирало как изключително ниските стойности на налягане предизвикали охлаждане чрез изпарение, което изпреварило процеса на кристализация.
Това позволило охлаждането на водата до 230 Келвина, преди да започне замръзване. За целта били използвани специални лазерни техники, за да се определи температурата на капчиците.
Тези техники биха могли да си използват за измерване на капчиците в земната атмосфера, което би подобрило разбирането ни за променящия се климат на планетата.
Това е първият случай, в който успяваме да наблюдаваме течна вода при толкова ниска температура. Подобен род изследвания ще ни помогнат да разберем повече за удивителните и свойства, ключови за състоянието на нашата планета и самия живот.
Или както казва един от учените от първия експеримент Ларс Петерсън от Стокхолмския университет: “Водата не е сложно устроена течност, а две прости течности в сложна връзка помежду си.”
Източник: sciencealert.com
