Woda przechłodzona to tak naprawdę dwie ciecze w jednej
Woda jest kluczem do życia na Ziemi i jedną z najlepiej zbadanych substancji we Wszechświecie. Większość jej właściwości jest dla nas prosta i dobrze poznana, ale wciąż są takie, które stanowią zagadkę.
Powszechnie wiadomo, że osiągając temperaturę 0oC woda zmienia stan skupienia i zamienia się w lód. Okazuje się jednak, że woda może pozostać w tej temperaturze w stanie ciekłym. Woda jest odporna na zamarzanie, dopóki nie pojawi się odrobina kurzu lub inna cząstka stała, które stanowią jądro, do którego można się przyczepić.
Woda istniejąca w stanie ciekłym poniżej temperatury krzepnięcia to przykład cieczy przechłodzonej. Naukowcy zbadali wodę przechłodzoną o temperaturze -83,15oC i odkryli, że w rzeczywistości to dwie ciecze w jednej.
Aby dokonać tego odkrycia, naukowcy ostrzelali laserem bryłkę lodu i na kilka nanosekund stworzyli warstwę wody przechłodzonej. Następnie monitorowali ponowne zamarzanie wody i zobaczyli, że woda o dużej gęstości współistnieje z wodą o niskiej gęstości.
- Pokazaliśmy, że woda w stanie ciekłym w ekstremalnie niskich temperaturach jest nie tylko względnie stabilna, ale występuje w dwóch odmianach strukturalnych. Odkrycia wyjaśniają długotrwałą kontrowersję dotyczącą tego, czy głęboko przechłodzona woda zawsze krystalizuje, zanim osiągnie równowagę. Odpowiedź brzmi: nie - powiedział dr Greg Kimmel z Pacific Northwest National Laboratory.
Zespół przetestował tę dwoistość przechłodzonej wody w zakresie temperatur od -28,15oC do -83,15oC. Zgodnie z modelami teoretycznymi, udział przechłodzonej wody o dużej gęstości zmniejsza się wraz z temperaturą.
Naukowcy są zainteresowani właściwościami i zachowaniem wody przechłodzonej. Uważa się, że ta faza wody może tworzyć się w górnych warstwach atmosfery i tworzyć osobliwe opady, takie jak krupy, kiedy płatek śniegu jest inkrustowany cienką skorupą lodu. Przewiduje się, że przechłodzona woda będzie również występować na egzoplanetach i ogonach komet.
