Физика проучувале својствата на течна вода на ниски температури

Видео: Во Јакутија откриен мамут течност во крвта (вести)

Истражувачите одамна е познато дека водата може да остане во течна состојба и на многу ниски температури. Меѓутоа, за да се учат на деталите на неговата структура и својства во оваа држава не беше можно.

Сега научниците од SLAC Националната акцелераторска лабораторија спроведе првото набљудување за структурата на вода во течна состојба на температури до минус 46 степени Целзиусови. За извршување на физиката експерименти се користи линеарен акцелератор, извор на кохерентна зрачење и Х-зраци ласер.

Постоењето на таква состојба на водата е можно во т.н. неутрална зона ("не-man`s земјиште"), Односно во температурниот опсег од минус 42 до минус 172 Целзиусови степени.

"Главната течност без кои животот е невозможно, има многу чудни својства во споредба со други супстанции. Сега, благодарение на нашите нови објекти, бевме во можност да се погледне во медиум, кој открива уникатните својства на водата природата", - вели главниот автор на студијата, Андерс Нилсон (Андерс Нилсон).

И покрај едноставни молекуларна структура, вода има маса од необични својства. На пример, во цврста состојба, што се мраз, вода има помала густина отколку да се биде на течности. Тоа е во состојба да апсорбира голема количина на топлина која се движи во текот на долги растојанија со океанските струи, а особено на распределбата на густината во текот на обемот штити океаните и езерата на целосно замрзнување на површината на дното.

ласерски Х-зраци, кои се соочуваат со капки на вода, во претставувањето на уметникот (вектор Грег Стјуарт / SLAC).

Уште повеќе изненадува својства на водата се добива кога се чисти и ладење на многу ниски температури. Кога водата е многу чиста и нема нечистотии кои можат да придонесат за кристализација (на пример, формирање на мраз), тоа може да остане во течна форма, дури и при многу ниски температури.

Со децении научниците се обиделе да се разбере подобро она што се случува со молекулите на водата на температури под минус 42 степени Целзиусови, но прво морале да се потпираат само на теоретски пресметки и моделирање на компјутерски.

Нилсон и неговите колеги се користи ласерски зраци пулсира квадрилионити дел од една секунда за да се произведе јасни слики покажуваат детален молекуларната структура на течна вода во неутрална зона.

Студијата покажала дека структурата постојано се трансформира, кога ќе влезе во неутрална зона, а по дополнително ладење на структурните промени се случуваат многу побрзо отколку што е предвидено од теоретски модел. Се покажа дека оди на пирамида (H2O молекула наоѓа на темиња) ладење на -46 степени молекулите на водата. Претходни студии кои не им беше дозволено да се види.

Ладењето чиста вода молекули се собираат во пирамида (вектор Грег Стјуарт / SLAC).

Видео: Хали - метал кој се топи во вашата рака

За експериментална физика принудени ситни капки вода се движат постојан прилив во вакуум комора. Кога ќе се движат овие капки во насока на ласерскиот зрак, некои од нив брзо испарува и понатаму останатите течност се лади. Со прилагодување на растојанието што мораше да се надминат капки пред средбата со ласерски импулси, истражувачите се постигне саканата температура на течноста.

Во соопштението се објаснува дека во иднина, тимот се надева дека за да се постигне Нилсон уште пониски температури, на кој водата се претвора во лизгави не-кристален материјал. Научниците исто така, планираат да се утврди точната температура на која необични својства на водата достигнува својот врв.

Оваа студија е од големо значење не само за основните физика, но исто така и за проучување на климата, од неутрална зона се наоѓа во горните слоеви на атмосферата и на процесите кои се случуваат во него влијаат на глобалната клима.

Во написот со резултатите на студијата објавена во магазинот Nature.

Видео: инстант замрзнување на водата