Фізики виявили "чорну діру" у воді: за низької температури поводиться дуже дивно
У міру охолодження вода поводиться все більш незвично з точки зору фізики. Тепер учені виявили щось нове: приховану "критичну точку", яка виникає в дуже холодній, але не замерзлій воді.
За допомогою різного тиску і температури фізики можуть підтримувати воду в рідкому стані значно нижче стандартної точки замерзання. Попередні дослідження припускали, що на цьому особливому етапі вода розділяється на дві різні фази: рідина з високою густиною і рідина з низькою густиною. Нове дослідження показало, такий стан відомий як рідина-рідина дійсно існує. Також фізики виявили критичну точку, за якою вода переходить в єдиний, але летючий стан з точки зору своєї молекулярної структури, пише Фокус.
У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!
Критична точка стану рідина-рідина — це кінцева точка фазового переходу під назвою рідина-рідина, яка, як вважається, існує у води. У цій точці дві різні фази води, рідина з високою густиною і рідина з низькою густиною, існують у рівних пропорціях. Вважається, що співвідношення між різними фазами дуже холодної, але не замерзлої води, можна регулювати за допомогою тиску і температури.
Отримати точні дані про ці стани води виявилося складно, оскільки вони перебувають на межі між замерзанням води і перетворенням її на лід. Але фізики під час експериментів змогли спостерігати як ще до перетворення води на лід зникає стан рідина-рідина і виникає новий критичний стан.
"Протягом десятиліть існували різні теорії, що пояснюють дивні властивості дуже холодної води, і одна з теорій полягала в існуванні критичної точки. Тепер ми виявили, що така точка існує", — кажуть автори дослідження.
Швидкий нагрів за допомогою інфрачервоних лазерів і надшвидкі знімки, зроблені за допомогою рентгенівського випромінювання, допомогли виявити цю критичну точку води.
Хоча фізики кажуть, що точна критична точка надхолодної води не була виявлена, але це дослідження значно звужує межі її визначення. Фізики вважають, що критична точка води існує за приблизно мінус 63 градусів за Цельсієм і за тиску в 1000 атмосфер.
Вчені кажуть, що критична точка води, мабуть, схожа на чорну діру. У міру наближення води до цієї точки динаміка системи рідини сповільнюється, а структурні зміни займають набагато більше часу. Це робить неможливим для рідини уникнути фазового переходу.
Це відкриття просуває вперед розуміння того, як працює вода і чому вона може поводитися так дивно на фундаментальному рівні.
Досить поглянути на кубики льоду, щоб побачити дивацтва води. Коли речовина охолоджується, вона зазвичай стискається і стає щільнішою, але не у випадку з водою, тому кубики льоду плавають біля поверхні склянки, а не опускаються на дно.
У води є багато інших дивних властивостей, що виходять за рамки її найпоширеніших станів, включно з поведінкою "рідина два в одному", описаною вище.
Як уже писав Фокус, фізики з'ясували, що рідини можуть ламатися як тверді тіла.
Також Фокус писав про те, що щось дивне відбувається з магнітним полем Сатурна: його сильно перекосило.
Під час написання матеріалу використано джерела: Science, ScienceAlert.