Ученые доказали существование двух жидких состояний воды

Международная группа исследователей впервые смогла подтвердить на молекулярном уровне, что жидкая вода представляет собой сочетание двух различных состояний — более плотного и менее плотного. Эти структуры непрерывно сменяют друг друга, что подтверждает научную гипотезу, обсуждавшуюся около 30 лет.

Как проводилось исследование

Физикохимик Сяо Чэн Цзэн и исследователь Ливэнь Ли из Городского университета Гонконга использовали метод машинного обучения без учителя. Алгоритм анализировал результаты масштабного моделирования, охватывающего сотни тысяч молекул воды.

Полученный массив данных оказался настолько большим, что его ручная обработка заняла бы около десяти лет. Нейросеть позволила сократить этот срок примерно до полутора лет. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Physics.

Что удалось выяснить ученым

Анализ показал механизмы перехода между двумя состояниями воды. В обычных условиях процесс проходит через один энергетический барьер. Однако при температурах, близких к нулю градусов Цельсия, молекулы начинают перестраиваться по более сложной схеме с преодолением нескольких энергетических препятствий.

Почему открытие важно

Полученные данные помогают объяснить известные аномалии воды, включая расширение при замерзании и необычное изменение вязкости под давлением. В дальнейшем ученые планируют связать обнаруженные процессы с такими характеристиками, как плотность, температура и текучесть жидкости.

Практическое значение исследования

Понимание внутренней структуры воды имеет большое значение для биологии и фармацевтики. Более точные модели помогут изучать взаимодействие белков, солей и лекарственных веществ в растворах, а также улучшить разработку новых медицинских препаратов.

Больше новостей и эксклюзивных видео смотрите в канале Самара Онлайн 24 в MAX.