Физики впервые детально рассмотрели, как молекулярная структура льда справляется с напряжением от пузырьков газа
Ученые разработали метод съемки, позволяющий наблюдать образование льда в нормальных условиях. С его помощью они впервые посмотрели на замерзание воды с молекулярным разрешением.
Хотя человечество давно изучает лед, до сих пор никому не удавалось напрямую наблюдать за молекулами воды в процессе замерзания. Причина в том, что способы визуализации отдельных атомов в основном требуют воздействия высоких энергий и вакуума, а это мешает льду сформироваться из воды.
Ученые уже получали изображения льда, на которых видна молекулярная структура, но это был неправильный лед, сформированный сразу из пара. Вода не проходила обычный цикл замерзания-оттаивания на Земле, включающий жидкую фазу.
Международная группа исследователей нашла способ снять замерзание воды в жидкой фазе в молекулярном разрешении. Оказалось, что неожиданная гибкость и пластичность льда позволяет ему не разрушаться от перемещений и преобразований пузырьков газа внутри. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.
Ученые поместили жидкую воду между тонкими углеродными мембранами. Для съемок этого образца они разработали новый метод — криогенную просвечивающую электронную микроскопию жидкой ячейки.
Мембраны защитили кристаллы льда от высокого вакуума и излучения. Благодаря этому физики смогли в деталях рассмотреть, как пузырьки газа образуются, перемещаются через кристаллическую решетку, сливаются с другими пузырями и растворяются во льду.
Оказалось, что когда жидкая вода превращается в твердый лед, дефекты в ее кристаллической структуре или запертые внутри пузыри газа не вызывают значительной деформации кристалла, которая могла бы привести к растрескиванию. Лед приспосабливается к наличию дефекта с удивительной легкостью по сравнению с другими твердыми телами.
«Мы наблюдали, как растворенный газ не только создает полости в кристаллах льда, но и мигрирует, сливается с другими газовыми пузырями и растворяется — поведение, которое возможно только благодаря необычной природе связей во льду. Эта работа открывает совершенно новые возможности для изучения кристаллизации и плавления льда в масштабах, которые еще несколько лет назад было невозможно представить», — сказал Джеймс Де Йорео (James De Yoreo), главный исследователь работы.
Ученые подтвердили свои экспериментальные данные с помощью высокоточной модели молекулярной динамики, разработанной с использованием машинного обучения. Теория и практика сошлись в том, что лед — уникальное твердое тело в плане толерантности к дефектам. Другие кристаллы не могли бы выдержать столько напряжений и включений без ущерба для целостности кристаллической структуры.
Ученые считают, что их открытие поможет сохранять глубоко замороженные криогенные образцы биологических тканей, прогнозировать обледенение самолетов, а также углубит понимание движения ледников.
Telegram 
Дзен 
VK Молодая женщина, возвращения которой из мертвых местное общество, по-видимому, сильно опасалось, имела скандинавские корни и поэтому могла считаться чужестранкой, предположили авторы нового исследования. Ученые также смогли установить много других интересных подробностей о жизни и смерти девушки.
Качественное дошкольное образование закладывает прочный фундамент успехов на долгие годы вперёд — вплоть до выпускного класса. Двадцатилетнее исследование показало, что дети, которые в возрасте четырех лет перед поступлением в школу посещали бесплатные государственные подготовительные классы, учатся существенно лучше сверстников, посещавших обычные детские сады с упором на простой присмотр или оставшихся на домашнем воспитании.
Ученые из МФТИ и Объединенного института ядерных исследований завершили комплексный анализ поведения констант связи Стандартной модели на высоких энергиях. Используя ренормализационную группу, авторы оценили вероятность того, что наш вакуум — физическое состояние, в котором существует все вещество во Вселенной,— рано или поздно «провалится» в более глубокое энергетическое состояние.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.
Со стороны профессия летчика-испытателя часто выглядит как череда опасных полетов, требующих бесстрашия и способности мгновенно импровизировать. В действительности ее основу составляют методика, дисциплина, технические знания и умение честно рассказать о каждой особенности машины. Его задача — не просто поднять самолет в воздух, но и понять, насколько точно он выполняет команды, предсказуемо ли ведет себя на сложных режимах и какие изменения необходимо внести в конструкцию или систему управления.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии