Ջուրը Տիեզերքի ամենաարտասովոր հեղուկներից մեկն է: Նրա անոմալ հատկությունները (ընդարձակումը +4 °C-ից ցածր սառեցման դեպքում, բարձր ջերմունակությունը, արտասովոր սեղմելիությունը և այն փաստը, որ սառույցը լողում է մակերևույթին) արդեն ավելի քան հարյուր տարի շփոթեցնում են գիտնականներին: Այժմ ֆիզիկոսների միջազգային խումբն առաջին անգամ ստացել է ջրի հատուկ «թաքնված» կրիտիկական վիճակի գոյության ուղղակի փորձարարական ապացույցներ, որն էլ, ըստ ամենայնի, պատասխանատու է այս տարօրինակությունների համար: Հետազոտության արդյունքները հրապարակվել են հեղինակավոր Science ամսագրում:

Ի՞նչ է հաջողվել հայտնաբերել

Գիտնականներին հաջողվել է «բռնեցնել» ջուրը խորը գերսառեցված վիճակում՝ մոտ −63 °C ջերմաստիճանի և շուրջ 1000 մթնոլորտ ճնշման պայմաններում: Օգտագործելով գերարագ ռենտգենյան իմպուլսներ՝ նրանք դիտարկել են հեղուկի կառուցվածքը նախքան այն կհասցներ վերածվել սառույցի:

«Մենք կարողացանք բառացիորեն տեսնել, թե ինչպես է անհետանում երկու հեղուկ փուլերի միջև անցումը և առաջանում նոր կրիտիկական վիճակ», — պատմել է աշխատանքի ղեկավարներից մեկը՝ պրոֆեսոր Անդերս Նիլսոնը:

Ըստ ստացված տվյալների՝ էքստրեմալ պայմաններում ջուրը կարող է գոյություն ունենալ երկու տարբեր հեղուկ ձևերով, որոնք միմյանցից տարբերվում են ջրածնային կապերի կառուցվածքով: Այսպես կոչված թաքնված կրիտիկական կետում այս երկու փուլերը միաձուլվում են, իսկ համակարգը դառնում է ծայրահեղ անկայուն և զգայուն նույնիսկ չնչին փոփոխությունների նկատմամբ:

Կրիտիկական կետի «արձագանքը» սովորական ջրում

Նույնիսկ մեզ համար սովորական ջերմաստիճանների և մթնոլորտային ճնշման պայմաններում ջուրը, ինչպես կարծում են հետազոտողները, կրում է այս թաքնված վիճակի «արձագանքը»: Մշտական միկրոսկոպիկ տատանումները (ֆլուկտուացիաները) և անցումները երկու կառուցվածքային ձևերի միջև բացատրում են նրա անոմալ բարձր ջերմունակությունը, սեղմելիությունը, մակերևութային լարվածությունը և շատ այլ բացառիկ հատկություններ:

Ինչո՞ւ է սա կարևոր

Ջրի անոմալիաների բնույթի վերաբերյալ քննարկումները շարունակվում են դեռևս Վիլհելմ Կոնրադ Ռենտգենի ժամանակներից, ով հայտնագործել է ռենտգենյան ճառագայթները: Նոր փորձարարական տվյալները կարող են վերջնականապես կետ դնել այս երկարատև գիտական վեճին:

Հայտնագործության նշանակությունը դուրս է գալիս հիմնարար ֆիզիկայի սահմաններից.

  • Այն օգնում է ավելի լավ հասկանալ կլիմայական գործընթացները և ջրի շրջապտույտը բնության մեջ:
  • Ազդում է երկրաբանական երևույթների մոդելավորման վրա:
  • Ուղղակի առնչություն ունի կենսաբանությանը. ջրի բացառիկ հատկությունները հնարավոր են դարձրել Երկրի վրա կյանքի առաջացումն ու զարգացումը:

Կարճ ասած

Գիտնականներն առաջին անգամ փորձնականորեն հաստատել են ջրի թաքնված կրիտիկական կետի գոյությունը մոտ −63 °C ջերմաստիճանի և բարձր ճնշման պայմաններում: Այս վիճակում ջուրը գոյություն ունի երկու տարբեր հեղուկ փուլերում, որոնք կրիտիկական կետում միաձուլվում են: Հենց այս թաքնված վիճակի «արձագանքն» է բացատրում ջրի բոլոր անոմալ հատկությունները սովորական պայմաններում: Science ամսագրում հրապարակված այս բացահայտումը կարող է դառնալ այն բանի բանալին, թե ինչու է ջուրն օժտված եզակի հատկություններով, որոնք հնարավոր են դարձրել կյանքի գոյությունը մեր մոլորակի վրա: