Компьютерная модель раскрыла загадку двойственной природы воды

Группа экспертов из Принстонского университета сумела с помощью компьютерной модели обнаружить двойственную природу воды: при низких температурах и выше определенного уровня давления, вода способна перейти сразу в две жидкие формы.

Наши данные показывают, что при достаточно низких температурах вода может разделиться на две различные жидкие фазы различной плотности.

– Профессор Пабло Бенедетти, Принстонский университет

Эти две жидкие формы сосуществуют примерно как растительное масло и уксус в заправках для салата с той разницей, что речь идет об одном и том же веществе – обыкновенной воде.

Если данные компьютерной модели удастся получить в реальном эксперименте, это приведет к лучшему пониманию поведения жидкости в высотных облаках, где вода может сохранять жидкую форму даже при температуре ниже точки замерзания.

Именно из такого «сверххолодного» состояния в дальнейшем формируется град или снег. Изучение поведения воды в таких экзотических условиях поможет в метеопрогнозах и при построении точных климатических моделей.

Компьютерная модель принстонских специалистов подтверждает гипотезу фазового перехода «жидкость-жидкость», впервые выдвинутую Юджином Стэнли из Бостонского университета в 1992 году.

Сосуществование воды в двух фазах одновременно может объяснить ряд ее странных свойств, например, почему лед плавает по поверхности воды, а не тонет, подобно другим материалам ниже точки замерзания.

^{Группа экспертов из Принстонского университета сумела с помощью компьютерной модели обнаружить двойственную природу воды: при низких температурах и выше определенного уровня давления, вода способна перейти сразу в две жидкие формы}

^{©Jeremy Palmer}

Также необычны повышенная способность воды поглощать тепло и тот факт, что коэффициент сжатия воды с понижением температуры увеличивается. 

Гипотеза фазового перехода «жидкость-жидкость» с самого начала вызывала бурные дебаты среди специалистов. К сожалению, эксперименты, которые могли бы ее подтвердить или опровергнуть, очень трудно осуществить, поскольку время сосуществования двух форм воды непродолжительно и доказать наличие фазы «жидкость-жидкость» в лабораторных условиях затруднительно.