علماء: للماء شكلان سائلان

صورة أرشيفية / dzen.ru

عشتارتيفي كوم- روسيا اليوم/

أظهرت دراسة، استمرت لعامين، نتائج مذهلة يمكن أن تطبق في مجالات علمية متنوعة، حيث اكتشف العلماء أن الماء يمكن أن يكون له شكلان سائلان مختلفان

وجد الباحثون أنه عند ضغط مرتفع (1250 ضغط جوي) ودرجة حرارة منخفضة (حوالي 75 درجة مئوية تحت الصفر) ينقسم الماء إلى طورين منفصلين: أحدهما ذو كثافة عالية والآخر ذو كثافة منخفضة. ولتحقيق ذلك استخدم العلماء الحاسوب الفائق MB-POL .

قال البروفيسور فرانشيسكو بازاني، أستاذ الكيمياء والكيمياء الحيوية في جامعة نيويورك: "استغرقت المحاكاة ما يقرب من عامين، لذا فإن هذا إنجاز مثير حقا".

وهذا الاكتشاف له أهمية كبيرة لفهم الطبيعة الفريدة للماء. ويمكن أن يشكل أساسا لتطوير سوائل اصطناعية قادرة على تغيير كثافتها في الظروف العادية. ويمكن أن تستخدم مثل هذه السوائل عند تطهير المياه الملوثة، وفي مجالات البيولوجيا، والطب، وأبحاث الفضاء.

واعتقد العلماء على مدى أعوام أن للماء حالة سائلة واحدة فقط. بدأت هذه المفاهيم تتغير عند مطلع القرن، عندما اكتشف العلماء أن البنية المكانية وبعض الخصائص الفيزيائية لجزيئات الماء تعتمد على الاتجاه الذي "تتوجه إليه لفّات ذرات الهيدروجين"، كما كشفوا عن اختلافات في الخصائص الكيميائية لشكلين مكانيين متشابهين لجزيئات الماء.

واستخدم الفريق العلمي بقيادة البروفيسور فرانشيسكو بازاني الحاسوب الفائق MB-POL. ويعتمد هذا النموذج على حسابات كمومية عالية الجودة وطرق التعلم الآلي، مما يسمح بتقسيم طاقة النظام إلى مساهمات الجزيئات الفردية.

بفضل هذا النهج، تمكن العلماء من محاكاة ما يحدث للماء على المستوى الجزيئي في الظروف القاسية بدقة غير مسبوقة. واكتشفوا أن الماء يمكن أن ينقسم إلى سائلين مختلفين: أحدهما كثيف (حيث تكون الجزيئات متراصة بشكل وثيق) والآخر أقل كثافة (حيث تكون الجزيئات متباعدة). وأكد هذا الاكتشاف أفكارا كانت في السابق مجرد نظريات، وساعد على فهم أفضل لسبب فرادة الماء.