Thí nghiệm laser tia X khám phá trạng thái tới hạn ẩn của nước ở -81°F

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Stockholm đã phát hiện bằng chứng về một điểm tới hạn lỏng-lỏng ẩn trong nước siêu làm lạnh ở nhiệt độ -81°F (−63°C) và áp suất khoảng 1.000 atm, sử dụng các xung tia X laser siêu nhanh. Điểm tới hạn này giải thích những bí ẩn lâu đời về hành vi bất thường của nước, bao gồm lý do tại sao băng nổi và tại sao nước lỏng lại giãn nở khi nguội xuống dưới 39°F (4°C). Các thí nghiệm đã ghi lại cấu trúc của nước trước khi nó kết tinh thành băng, tiết lộ rằng nước có thể tồn tại ở hai pha lỏng riêng biệt khác nhau về tổ chức phân tử và liên kết. Tại điểm tới hạn, hai pha này hợp nhất, gây ra những dao động ảnh hưởng đến các tính chất vật lý độc đáo của nước ngay cả ở nhiệt độ môi trường. Nghiên cứu làm rõ lý do tại sao mật độ, nhiệt dung, độ nén và độ nhớt của nước phản ứng bất thường với sự thay đổi nhiệt độ và áp suất so với hầu hết các chất khác. Không giống như các vật liệu thông thường trở nên đặc hơn khi nguội đi, nước đạt mật độ tối đa ở 39°F rồi sau đó giãn nở khi tiếp tục làm lạnh. Các nhà nghiên cứu phát hiện rằng động lực học phân tử chậm lại đáng kể gần...