فیزیک

آب می تواند به ۲ مایع مختلف جدا شود. ما فقط به دانستن دلیل نزدیک‌تر شدیم

آب می تواند به ۲ مایع مختلف جدا شود. ما فقط به دانستن دلیل نزدیک‌تر شدیم

زیبایی خیره کننده دانه های برف گواهی بر اشکال شگفت انگیزی است که آب می تواند در زیر نقطه انجماد ایجاد کند.

که تحت فشار قرار می گیرد، رقص زیبای مولکول H۲O به هم می خورد. در دمای فوق العاده سرد به چیزی عجیب و غریب تبدیل می شوند و عملاً خود را به گره می بندند تا تبدیل به یخ نشوند.

محققان دانشگاه بیرمنگام در بریتانیا و دانشگاه ساپینزای روما در ایتالیا رفتار مولکول ها را در مایع تحت فشار بررسی کردند. آب تحت شرایطی قرار می گیرد که معمولاً باعث کریستال شدن آن می شود.

بر اساس روشی جدید برای مدل سازی رفتار آب به عنوان معلق ذرات، آنها ویژگی های کلیدی دو حالت مایع مختلف را شناسایی کردند. یکی «از نظر توپولوژیکی پیچیده»، که در گره‌ای شبیه به چوب شور به هم متصل است، دیگری به شکل حلقه‌های ساده‌تر با چگالی کم.

“این مدل کلوئیدی آب یک ذره‌بین را به آب مولکولی ارائه می‌کند. و ما را قادر می سازد اسرار آب را در مورد داستان دو مایع کشف کنیم، می گوید شیمیدان دانشگاه بیرمنگام، Dwaipayan Chakrabarti.

نظریه ها که در دهه ۱۹۹۰ معرفی شد به انواع برهمکنش‌های مولکولی اشاره کرده است که می‌تواند در زمان فوق سرد – تا دمای کمتر از نقطه انجماد معمولی بدون انجماد سرد می شود.

دانشمندان افزایش محدودیت‌ها برای خنک کردن آب بدون تبدیل شدن به حالت جامد برای سال‌ها اکنون، در نهایت موفق به نگه داشتن آن در یک شکل مایع آشفته در دمای بسیار سرد -۲۶۳ درجه سانتیگراد (-۴۴۱ درجه فارنهایت) برای یک لحظه بدون تبدیل شدن به یخ.

تا آنجایی که پیشرفت‌هایی در نشان دادن این حالت‌ها در آزمایشگاه حاصل شده است، دانشمندان همچنان در تلاش هستند تا دقیقاً بفهمند که مایعات فوق‌سرد شده در صورت عدم گرما چگونه به نظر می‌رسند.

این واضح است که در نقاط حساس، جاذبه‌های قطبی رقابتی بین مولکول‌های آب بالاتر از صدای وزوز ترمودینامیکی ذرات تکان‌دهنده هستند. بدون اتاق آرنج برای فشار دادن به شکل کریستالی، مولکول‌ها باید پیکربندی‌های راحت دیگری را پیدا کنند.

با عوامل بسیار زیادی که در حال بازی هستند، محققان معمولاً سعی می‌کنند آنچه را که می‌توانند ساده کنند و روی متغیرهای مهم تمرکز کنند. در این مورد، نگاه کردن به توده‌های آب به‌گونه‌ای که گویی ذرات بزرگ‌تری هستند که در مایع حل شده‌اند، به درک بهتر انتقال از یک آرایش به آرایش دیگر کمک می‌کند.

مدل‌های رایانه‌ای بر اساس این دیدگاه به تغییر ظریفی بین آب از هم جدا می‌شود و شکلی از ذرات که به شکل متراکم‌تری به هم نزدیک‌تر می‌شوند.

جالب است، شکل – یا توپولوژی – برهم‌کنش‌های مولکولی در این چشم‌انداز آبی نیز با مولکول‌ها کاملاً متفاوت به نظر می‌رسد. درهم پیچیده شدن در شبکه‌های پیچیده در حین جمع شدن، یا به شکل‌های ساده‌تر که از هم جدا می‌شوند.

“در این کار، ما برای اولین بار نمایی از انتقال فاز مایع به مایع را ارائه می‌کنیم. در شبکه عقاید درهم تنیدگی،” می گوید Francesco Sciortino، فیزیکدان ماده متراکم در دانشگاه Sapienza di Roma.

“من مطمئن هستم که این کار الهام بخش مدل سازی نظری جدید مبتنی بر توپولوژی خواهد بود. مفاهیم.”

این فضای عجیب شبکه های ذرات درهم تنیده برای کاوش آماده است. گرچه این گره ها کاملاً بی شباهت به زنجیره های بلند مولکول های پیوند کووالانسی نیستند، اما این گره ها گذرا هستند و با جابجایی محیط مایع اعضا را عوض می کنند.

با توجه به برهم کنش های درهم تنیده آنها، ماهیت آب مایع موجود در فشار بالا وجود دارد. ، محیط های با دمای پایین باید کاملاً متفاوت از هر چیزی باشد که ما در سطح زمین می یابیم.

دانستن بیشتر در مورد رفتار توپولوژیکی نه تنها آب در این شرایط، بلکه سایر مایعات می تواند بینشی در مورد این فعالیت به ما بدهد. از مواد در محیط‌های شدید یا صعب العبور، مانند اعماق سیارات دوردست.

“رویای زیبایی داشته باشید اگر می‌توانیم به درون مایع نگاه کنیم و رقص مولکول‌های آب را مشاهده کنیم. آنها سوسو می زنند، و نحوه تبادل شرکا، بازسازی شبکه پیوند هیدروژنی،” می گوید اسکیورتینو.

“تحقق مدل کلوئیدی برای آب که ما پیشنهاد می کنیم می تواند این رویا را محقق کند.”

این تحقیق در فیزیک طبیعت.

محمدرضا حفظی

رنجیدم ولی تهش خیلی شیک خندیدم گول اونایی که تظاهر میکنن رو نخور چون پشت سفیدی ،سیاهی قرار داره

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

دکمه بازگشت به بالا