Сложные отношения двух жидкостей в простой воде

Ученые совершили невероятное открытие, доказав, что проточная вода состоит из двух жидкостей высокой и низкой плотности, которые тесно взаимодействуют друг с другом. До недавнего времени обе разновидности воды обнаруживали свое присутствие лишь при самых низких температурах.

Миру известно более 70 различных свойств воды, которые отличают ее от всех остальных жидкостей. Надо понимать, что лед существует в двух формах — упорядоченной кристаллической и аморфной, причем лед второго типа может иметь как высокую, так и низкую плотность. Более того, эти формы обладают взаимной конвертацией, то есть они могут превращаться друг в друга.

Исследователи предполагали, что обе эти фазы могут быть связаны с низко- и высокоплотными формами жидкой воды, но доказать это экспериментально им пока не удавалось. Ученые из Аргоннской национальной лаборатории (США) и команда Исследовательского центра по физике частиц (DESY) в Гамбурге со всех сторон изучили так называемый аморфный лед, применяя передовые методы и самое современное рентгеновское оборудование. Во время первой работы были продемонстрированы различные структуры жидкости, а во второй — динамика перехода. Результаты их исследования недавно появились на страницах журнала Национальной академии наук США.

Аморфный лед — это лед, которого днем с огнем не найти в живой природе, поскольку жидкость охлаждают с такой бешеной скоростью, что молекулы не успевают сформировать упорядоченную кристаллическую структуру. Нечастый гость на планете Земля, и уж тем более не встречающийся в повседневной жизни аморфный лед, совершенно не похожий на замороженные кубики льда из морозильной камеры холодильника, обрел постоянную прописку в Солнечной системе.

"Аморфный лед существует в двух вариантах — с повышенной и с более низкой плотностью", — объясняет физик Феликс Лемкюлер, один из участников исследовательской группы. Один вариант обозначают по-английски High Density Amorphous Ice (HDA) — аморфный лед высокой плотности, второй — Low Density Amorphous Ice (LDA) — аморфный лед низкой плотности. "У HDA плотность примерно на 25% выше, чем у LDA", — продолжает Лемкюлер.

В течение некоторого времени ученые задавались вопросом, имеют ли обе эти разновидности льда соответствующие аналоги в воде, находящейся в привычном нам всем жидком состоянии. "Это довольно трудно установить. Когда они все время смешиваются, трансформируются друг в друга, то нет никакого способа их разделить", — сокрушается немецкий физик.

Во время проведения нынешнего эксперимента при низкой температуре (минус 163 градуса по Цельсию) ученые проследили за переходом аморфного льда из стеклообразной формы в вязкую плотную жидкость, которая при дальнейшем нагревании превратилась в еще более вязкую жидкость низкой плотности. В Аргоннской национальной лаборатории ученые также наблюдали, как внутренняя структура этого льда изменяется при нагревании от минус 150 градусов до минус 140 градусов по Цельсию. Аморфный лед при этом приобретал форму с меньшей плотностью.

Несмотря на то что эксперименты проводились при максимально низкой температуре, авторы работы полагают, что и при комнатной температуре вода представляет собой некое сочетание двух жидкостей и не может выбрать, какую форму ей принять.

"Особенно интересно, что новая информация была получена благодаря рентгеновским лучам, ведь еще Вильгельм Рентген предполагал, что вода может существовать в двух разных формах, а взаимодействие между ними может привести к проявлению ее необычных свойств", — добавляет Даниэль Мариэдаль из Стокгольмского университета.

Сказанное подытожим словами соавтора исследования Ларса Петерсона, профессора теоретической химической физики в университете Стокгольма: "Вода не является сложной жидкостью, но две простые жидкости в ней состоят в сложных отношениях".

Встройте "Правду.Ру" в свой информационный поток, если хотите получать оперативные комментарии и новости:

Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен

Добавьте "Правду.Ру" в свои источники в Яндекс.Новости

Также будем рады вам в наших сообществах во ВКонтакте, Фейсбуке, Твиттере, Одноклассниках, Google+...

"Национальный праздник Святой Руси и русских – это день 8 сентября нового стиля. Это не двунадесятый и даже не великий праздник, - отмечал писатель (ныне священник) Николай Блохин. - В церковном календаре черным выделенным шрифтом обозначается так: "Сретенье Владимирской иконы Пресвятой Богородицы". Сретение - значит "встреча". Что это за праздник?

Главная русская икона-победительница
Комментарии
"Вагончик тронулся": об Ахеджаковой и серии "Автограф века"
Цирк вернулся: отравленная в Солсбери модель обвинила Путина
Как Израиль будет наказан за сбитый российский Ил-20
Как Израиль будет наказан за сбитый российский Ил-20
Нетаньяху позвонил Путину и предложил договориться
Сталин и Церковь: вера, выгода, чудо?
Правда о пенсиях: зачем Путину реформа?
В Польше уверены, что США способны изменить Европу до неузнаваемости
Нетаньяху позвонил Путину и предложил договориться
В ситуации с Ил-20 есть французский след?
Россиянка продала новорожденную дочь за 3000 рублей из-за бедности
Донецкая республика: жизнь после смерти и грядущие выборы
В ситуации с Ил-20 есть французский след?
Водителей-мигрантов все же выкинут из такси?
Как Израиль будет наказан за сбитый российский Ил-20
Почему 15 миллионов русских брошены в СНГ и на Западе
В ситуации с Ил-20 есть французский след?
Почему 15 миллионов русских брошены в СНГ и на Западе
В ситуации с Ил-20 есть французский след?
Почему 15 миллионов русских брошены в СНГ и на Западе
Почему 15 миллионов русских брошены в СНГ и на Западе