Water is de basis van het leven op aarde …
Een sensationele ontdekking werd gedaan door Amerikaanse natuurkundigen: met behulp van computersimulaties en neutronenverstrooiing ontdekten ze een absoluut nieuwe toestand van watermoleculen - atypisch voor elk van de drie bekende aggregaattoestanden.
Zoals u weet, heeft water drie basistoestanden van aggregatie: vloeibaar, vast en gasvormig. Onder hoge druk en in een krappe ruimte vertonen watermoleculen echter een andere toestand en leven ze tegelijkertijd niet volgens de klassieke, maar volgens de kwantumwetten van de fysica.
Onderzoekers van het Oak Ridge National Laboratory, in samenwerking met het Rutherford-Appleton-laboratorium, voerden een experiment uit om erachter te komen in welke toestand een vloeistof zich bevindt in microscheuren in rotsen, aarde en ook tijdens zijn passage door celmembranen. De ontdekking bleek echter nog ambitieuzer en onverwachts te zijn.
Tijdens het experiment werd water in hexagonale ultrakleine kanalen in het berylmineraal geplaatst (chemische formule Be3Al2Si6O18). Dit mineraal is de basis van smaragden. De onderzochte kanalen hebben een diameter van slechts 0,5 nanometer.
Het bleek dat watermoleculen een kwantumtunnelingeffect vertonen, waardoor de potentiële barrière wordt overwonnen. Deze toestand van water is nog nooit eerder door wetenschappers waargenomen en kwam niet overeen met een typische toestand van deze stof.
Dit fenomeen (kwantumtunneling) is op zichzelf al lang bekend, maar voorheen werd altijd aangenomen dat het alleen in de kwantummechanica bestaat. Bij lage temperaturen (5-50 K) vertoont dit "tunnel" -water kwantumeigenschappen, wat in de klassieke wereld onmogelijk is.
De studie van deze monsters met behulp van neutronenverstrooiing, evenals de daaropvolgende computersimulatie, toonden aan dat de atomen van een bepaald watermolecuul gelijktijdig op alle zes mogelijke posities gelokaliseerd zijn.
Promotie video:
Zoals blijkt uit computerberekeningen, zijn de "katalysator" voor de overgang van watermoleculen naar de tunnelvorm de trillingen van de structuur van het berylkristal.
Onderzoekers twijfelen er niet aan dat hun ontdekking veel discussies met zich meebrengt in biologische, geologische en fysische en wiskundige kringen: nu zal het belangrijk zijn om het mechanisme van het nieuwe fenomeen uit te leggen en te begrijpen hoe het moderne wetenschappelijke concepten zal beïnvloeden.
Je kunt ook een video over deze sensationele ontdekking bekijken:
