Vedci z Birminghamskej univerzity a Rímskej univerzity Sapienza pomocou experimentu dokázali existenciu nového fázového prechodu vody, ktorý bol predpovedaný už pred približne 30 rokmi. Ako informuje samotná univerzita, prekážkou boli po celú tú dobu extrémne podmienky, ktorými musí voda pre dosiahnutie tejto premeny prejsť.

Stále je neznáma

Doteraz poriadne neprebádaná fázová premena potrebuje chladenie na takmer absolútnu nulu, čo je v mnohých prípadoch problematické a vedci preto zvolili iný spôsob. Na teóriu sa pozreli pomocou podrobných počítačových simulácií, na základe ktorých zistili, že molekuly vody v tekutine s vysokou hustotou vytvárajú „topologicky komplexné“ stavby, či už trojlístkový uzol pripomínajúci praclík alebo Hopfove spojenie, ktoré pripomína reťaz.

Kvôli týmto formáciám sú molekuly v tekutine s vysokou hustotou označované ako „previazané“, kdežto pri tekutine s nízkou hustotou tvoria len jednoduché prstence, takže previazané nie sú. Nový model má pomôcť dostať sa k experimentom, ktoré sa na novú fázovú premenu vody pozrú ešte detailnejšie a zároveň rozšíria koncept „previazaných“ tekutín aj na iné látky.

V simulácii bol použitý koloidný model vody, pri ktorom sú častice aj 1 000 či viac násobne väčšie, ako molekuly a plnia svoj účel práve pri pozorovaní fyzikálnych fenoménov, ktoré sa odohrávajú vo veľmi malých mierkach. Výsledky tejto štúdie, ktorú mnohí označujú za revolučnú vo svojej oblasti, sú zverejnené vo vedeckom žurnále Nature Physics.

Vedci sú vďační

„Voda nám postupne, jedno po druhom, odhaľuje svoje tajomstvá. Snívame o tom, aké krásne by bolo, ak by sme mohli nazrieť do tekutiny a pozorovať tanec vodných molekúl, ako sa mihajú, ako menia svojich partnerov a premieňajú štruktúru siete vodíkových väzieb.

Realizácia koloidného modelu vody môže, ktorý navrhujeme, môže premeniť tento sen na realitu,“ vysvetľuje profesor Francesco Sciortino, ktorý bol zároveň súčasťou pôvodného tímu spred 30 rokov na Bostonskej univerzite, ktorý stojí za teóriou tejto problematiky.

Za objav sú ale vďační aj ďalší vedci, podľa ktorých pôjde o obrovskú pomoc pre viaceré oblasti výskumu a nakoniec sa tento model rozšíri aj na ďalšie látky, nielen na vodu.

Jedná sa o vôbec prvý podobný pohľad na fázové premeny vody z kvapaliny na inú kvapalinu a Sciortino dúfa, že pomôže vo vývoji ďalších modelov.