Međunarodni tim naučnika dobio je direktne dokaze za postojanje faznog razdvajanja u superhlađenoj vodi i identifikovao skriveni kritičan punkt iznad kojeg voda prelazi u jedinstveno, fluktuirajuće stanje. Eksperimenti su koristili brzinsko zagrevanje infracrvenim laserima i ultrabrze rendgenske snimke da bi uhvatili promene neposredno pre formiranja leda. Iako tačna lokacija kritične tačke još nije konačna, procena je oko −63 °C i približno 1000 atm. Nalazi proširuju razumevanje fundamentalnih svojstava vode i mogu imati široke implikacije u prirodnim i primenjenim naukama.
Otkrivena Skrivena Kritična Tačka U Superhlađenoj Vodi — Trenutak Pre Zamrzavanja
The researchers used lasers to manipulate and measure water states. (POSTECH University, South Korea)
Kada se voda superhlađuje — ostaje tečna iako je ispod uobičajene tačke smrzavanja — njeno ponašanje iz ugla fizike postaje izuzetno neobično. Novi međunarodni tim naučnika priredio je eksperimente koji daju direktne dokaze da u takvoj vodi postoje dve odvojene tečne faze i da se, blizu određene kombinacije temperature i pritiska, pojavljuje skrivena kritična tačka.
Ranija teorijska predviđanja govorila su o mogućem razdvajanju na tečnost visoke gustine i tečnost niske gustine. Autori nove studije uspeli su da prikažu prelaz između tih stanja koristeći brzo zagrevanje infracrvenim laserima i ultrabrze rendgenske snimke, koje su omogućile posmatranje promena neposredno pre formiranja leda — u delu koji su istraživači nazivali "no man's land" za merenja.
The researchers studied how variations in temperature and pressure affected HDA (high-density amorphous ice), LDL (low-density liquid), and HDL (high-density liquid). (You et al.,Science, 2026)
Posebno je bilo to što smo uspeli da rendgenski snimamo neverovatno brzo pre nego što se led formirao i posmatramo kako prelaz između tečnosti nestaje, dok se pojavljuje nova kritična faza, kaže Anders Nilsson iz Stockholm University.
Tim je kontrolisano vodio uzorke kroz dvofazno stanje, preko kritične tačke i u fluktuirajuće stanje, prateći strukturalne promene na najkraćim dostupnim vremenskim skalama. Iako tačna lokacija kritične tačke još nije konačno određena, studija znatno sužava opseg: istraživači procenjuju da se nalazi otprilike na −63 °C i pri pritisku reda 1000 atmosfera.
Zapaženo ponašanje kritične tačke podseća na fenomen poznat kao kritično usporavanje — kako se sistem približava toj tački, dinamika tečnosti usporava i strukturne promene traju mnogo duže, što onemogućava tečnosti da izbegne prelaz. Zbog tog efekta kritična tačka se u članku metaforički pominje i poredjena sa ponašanjem bliskim crnoj rupi, u smislu da sistem "zaglavi" u promenama.
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
Iako deluju apstraktno, ova otkrića unapređuju osnovno razumevanje vode i mogu imati implikacije za širok spektar procesa u fizici, hemiji, biologiji, geologiji i klimatskim sistemima. Kao što napominju autori, naredni koraci su preciznije određivanje položaja kritične tačke i istraživanje njenih posledica za prirodne i industrijske procese u kojima voda učestvuje.
Istraživači koji proučavaju fiziku vode sada mogu da se oslone na model koji predviđa postojanje kritične tačke u superhlađenom režimu, dodaje Nilsson.
Rad je objavljen u časopisu Science, a među istraživačima se navode i imena poput Fivos Perakis i Anders Nilsson sa Stockholm University. Ovo otkriće je važan korak u rešavanju dugogodišnje misterije o anomalnim svojstvima vode — uključujući zašto led pluta, odnosno zašto se voda ponaša drugačije od većine supstanci prilikom hlađenja.
Pomozite nam da budemo bolji.
