Навукоўцы нарэшце разгадалі адну з самых вялікіх загадак вады
- 4.05.2026, 11:32
Ідзе гаворка пра крытычную кропку, якая ўзнікае пры глыбокім пераахалоджванні.
Даследчыкі са Стакгольмскага ўніверсітэта (Швецыя), выкарыстоўваючы перадавыя тэхналогіі рэнтгенаўскага лазера, выявілі даўно меркаваную асаблівасць вады.
Як піша Scitechdaily, ідзе гаворка пра крытычную кропку, якая ўзнікае пры глыбокім пераахалоджванні вады, прыблізна да −63 °C і 1000 атмасфер.
Большасць матэрыялаў пры ахалоджванні становіцца больш шчыльнай. Калі кіравацца гэтай логікай, вада павінна быць найбольш шчыльнай у кропцы замярзання. Аднак паўсядзённыя назіранні паказваюць адваротнае.
Лёд плавае, а значыць, ён менш шчыльны, чым вадкая вада. Фактычна вада дасягае сваёй максімальнай шчыльнасці пры 4 градусах Цэльсія, таму яна асядае пад лёдам у шклянцы або ў прыродных вадаёмах. Пры ахалоджванні ніжэй за 4 градусы вада зноў пачынае пашырацца.
Калі чыстую ваду ахаладзіць яшчэ ніжэй за 0 градусаў без замярзання (працэс, магчымы пры павольнай крышталізацыі), гэта пашырэнне працягваецца і нават паскараецца па меры паніжэння тэмпературы. Іншыя ўласцівасці, уключна са сціскальнасцю і цеплаёмістасцю, таксама становяцца ўсё больш незвычайнымі па меры ахалоджвання вады.
Для даследавання гэтых загадкаў навукоўцы выкарыстоўвалі звышхуткія рэнтгенаўскія імпульсы на ўстановах у Паўднёвай Карэі, што дазволіла ім назіраць за вадой да таго, як яна замерзне. Гэта дало магчымасць вызначыць крытычную кропку і пацвердзіць яе ролю ў фармаванні незвычайных паводзінаў вады.
Вада незвычайная тым, што можа існаваць у двух розных вадкіх станах пры нізкай тэмпературы і высокім ціску. Гэтыя станы адрозніваюцца размяшчэннем і сувязямі малекул. Па меры павышэння тэмпературы і падзення ціску розніца паміж гэтымі двума вадкімі станамі знікае, і ў крытычнай кропцы яны зліваюцца ў адну фазу.
Гэта вобласць надзвычай нестабільная, выклікае ваганні ў шырокім дыяпазоне тэмператур і ціскаў, дасягаючы нават звычайных умоў. У гэтым стане вада пераходзіць паміж двума вадкімі структурамі, нібыта не можа затрымацца ў адной з іх.
Менавіта гэтыя ваганні надаюць вадзе яе незвычайныя ўласцівасці. За крытычнай кропкай вада пераходзіць у звышкрытычны стан, то бок у стан вады ва ўмовах звычайнага навакольнага асяроддзя.
Даследчыкі таксама заўважылі, што дынаміка сістэмы значна запавольваецца па меры набліжэння да крытычнай кропкі.
Даследчыкі, якія вывучаюць фізіку вады, цяпер могуць прыйсці да адзінага меркавання адносна мадэлі, паводле якой вада мае крытычную кропку ў рэжыме пераахалоджвання. Наступны этап — высветліць, як гэтыя вынікі ўплываюць на значэнне вады ў фізічных, хімічных, біялагічных, геалагічных і кліматычных працэсах.