ZNANSTVENICI su hlađenjem tekuće vode na do sada najnižim postignutim temperaturama otkrili nove dokaze koji pokazuju da voda može istovremeno postojati kao dvije različite tekućine.

Superohlađena voda, odnosno tekuća voda koja je ohlađena ispod točke ledišta, a da se pritom raznim postupcima sprječava njeno zamrzavanje već desetljećima zbunjuje stručnjake. Prethodna istraživanja pokazala su da gustoća vode, odnosno intenzitet spajanja njenih molekula, počinje sve više fluktuirati kada se voda hladi na izuzetno niskim temperaturama.

Od tada se pojavljuje sve više dokaza da te fluktuacije (varijacije u gustoći) zapravo ukazuju na postojanje dvije različite tekućine u jednoj, s time da se neke molekule vode nalaze bliže jedne drugima, dok su druge više međusobno udaljene.

Znanstvenicima je do sada bilo vrlo teško analizirati ovu pojavu dvaju istovremenih različitih struktura vode jer se superohlađena voda obično zamrzava već nekoliko nanosekundi nakon stvaranja, a nije im bio poznat precizan temperaturni raspon unutar kojeg voda počinje manifestirati ovo bizarno dvotekuće stanje, piše New Scientist.

Neobičan eksperiment

Kao što smo već spomenuli kristalizacija, odnosno prelazak tekuće vode u čvrsto agregatno stanje (led), može se odvijati na mnogo nižim temperaturama od 0°C.

U tom slučaju radi se o procesu super hlađenja vode pri kojem se snižava njena temperatura, a zadržava tekući oblik. Znanstvenici to postižu na nekoliko različitih načina, putem selektivne primjene temperature i tlaka, pri čemu nastaje bezbroj egzotičnih oblika leda.

Fizičari Greg Kimmel i Bruce Kay iz instituta Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) u Washingtonu htjeli su napraviti upravo to - analizirati vodu na ekstremno hladnim temperaturama, ali prije nego što započne proces kristalizacije. Pustili su lasere na izuzetno tanku ploču leda i uspjeli nakratko stvoriti, i proučiti, superohlađenu tekuću vodu na mnogo nižim temperaturama nego što je to ranije bilo moguće.

Dvije tekućine u jednoj

Otkrili su da u određenim okolnostima superohlađena voda zapravo prestaje biti jedna tekućina, odnosno da počinje postojati kao dvije tekućine u jednoj. Tijekom eksperimenta, u nevjerojatno kratkim vremenskim periodima, od kojih je svaki trajao samo nekoliko nanosekundi, uspjeli su uočiti tekuću vodu koja postoji u dva različita stanja. Istovremeno su vidjeli dvije strukture, jednu pored druge - s većom i s manjom gustoćom, navodi Science Alert.

"Pokazali smo da tekuća voda na ekstremno hladnim temperaturama postoji u dva strukturna motiva. To daje odgovor na dugogodišnje pitanje kristalizira li se super ohlađena voda uvijek prije nego što se uravnoteži. Odgovor je: ne", rekao je Kimmel.

"Ovi rezultati podržavaju hipotezu da se superohlađena voda pod niskim tlakom može opisati kao mješavina dviju, strukturno različitih komponenata", dodao je.

Eksperiment je dakle pokazao da se u jednom kratkotrajnom periodu tekuća voda može nalaziti u stanju s dvije strukture različitih gustoća, pri čemu se čini da se udio oblika visoke gustoće u smjesi smanjuje kako temperatura pada ispod -28°C.

Nalazi istraživanja naziva Reversible structural transformations in supercooled liquid water from 135 to 245 K objavljeni su u časopisu Science.