Вода оказалась смесью двух различных жидкостей

Ученые из Стокгольмского университета и их коллеги открыли, что у воды в жидком состоянии есть две различные фазы, заметно отличающиеся друг от друга по структуре и плотности вещества. О результатах своих экспериментов ученые рассказали на страницах журнала Proceedings of the National Academy of Sciences.

Известно, что по примерно 70 параметрам (в числе которых плотность, температура плавления и теплоемкость) вода отличается от других известных человеку жидкостей. Известно также, что лед существует в двух формах: упорядоченной кристаллической (как на реке зимой) и более распространенной во Вселенной аморфной, причем лед второго типа бывает как с высокой, так и с низкой плотностью. Последние две формы могут превращаться друг в друга. Ученые допускали, что они как-то связаны с разновидностями жидкой воды, которые также характеризуются низкой и высокой плотностью.

Именно эту связь исследователи и смогли зафиксировать с помощью комбинации различных методов рентгенографии. Оказалось, что аморфный лед является стеклообразной формой воды. Ученые проследили за его превращением из этого состояния в вязкую жидкость, которая затем почти мгновенно превращается в еще более вязкую жидкость меньшей плотности. Эксперименты проводились при низкой температуре (около 120 кельвинов), но, по мнению ученых, это говорит о поведении жидкости и при комнатных условиях: вода не может решить, какую форму ей принять (с высокой или низкой плотностью) — отсюда локальные флуктуации между двумя формами. Иными словами, вода представляет собой не сложную жидкость, а две простые жидкости в сложных отношениях друг с другом.