Nauja Vandens Būklė: Rasta Keista 6-Ių Pusių Molekulė

{h1}

Berilo, smaragdo tipo, kristaluose buvo pastebėtas keistas naujas vandens molekulių elgesys, kurį sukėlė keistas kvantinis-mechaninis poveikis, leidžiantis vandens molekulėms vienu metu nukreipti šešias skirtingas puses.

Berilo, smaragdo tipo, kristaluose buvo pastebėtas keistas naujas vandens molekulių elgesys, kurį sukėlė keistas kvantinis-mechaninis poveikis, leidžiantis vandens molekulėms vienu metu nukreipti šešias skirtingas puses.

Normaliomis sąlygomis du vandenilio atomai kiekvienoje vandens molekulėje yra išdėstyti aplink deguonies atomą atviros „V“ formos pavidalu, kartais lyginant su bumerango ar Mickey Mouse ausimis.

Tačiau naujame eksperimente mokslininkai išsiaiškino, kad kai kurių vandens molekulių, įstrigusių mineralinio berilo kristalinėje struktūroje, vandenilio atomai „išsiskiria“ į šešiabriaunį žiedą. [Nepaprastai keista vandens fizika]

Žiedo formą lemia molekulių „kvantinis tunelis“ - reiškinys, leidžiantis subatominėms dalelėms praeiti ar „tuneliui“ pereiti į, atrodo, neįmanomas fizines kliūtis.

Pagal šį scenarijų vandens molekulės atomai yra „perkeliami“ į šešias galimas kryptis natūralių šešiakampių porų ar kanalų viduje, kurie eina per berilo kristalinę struktūrą, taigi jis iš dalies egzistuoja visose šešiose pozicijose tuo pačiu metu, teigė tyrėjai..

Kristalų viduje

Tenesio Oak Ridžo nacionalinės laboratorijos (ORNL) ir Jungtinės Karalystės Rutherfordo Appletono laboratorijos mokslininkai pastebėjo naujai atrastą efektą mėlynų akvamarinų kristalų, įsigytų perlų parodoje. Mėlynas akvamarinas; žalia ir raudona smaragdas; rožinis morganitas; aukso heliodoras; ir aiškūs gešenito brangakmeniai yra visos mineralinio berilo (berilio aliuminio ciklosilikatas) atmainos, turinčios kitų cheminių medžiagų pėdsakų, suteikiančių kristalams būdingų spalvų.

„Mes pasirinkome berilą, nes jo kristalų struktūra turi kanalus, kurių skersmuo yra maždaug 5 angstromai [5 dešimt milijonų milimetrų] - šiek tiek didesnis nei vandens molekulė - ir iš spektroskopinių duomenų žinoma, kad natūralūs beržai turi vandens. juose “, - sakė Larry Anovitz, ORNL geochemikas ir vienas iš naujojo tyrimo dokumentų autorių. „Iš daugybės kitų tyrimų mes jau žinome, kad kai jūs įtraukiate vandenį į mažesnes ir mažesnes poras, jis pradeda daryti įtaką vandens savybėms - krinta užšalimo temperatūra, keičiasi tankis ir viskas. Taigi, mes norėjome žinoti, Jei tą porą padarytumėte tokią mažą, kad į ją patektų tik viena vandens molekulė, ką tai padarytų vandens savybėms? "

Kas nutiko toliau, buvo netikėta, - Anovitz pasakojo „WordsSideKick.com“.

„Mes žinojome, kad natūralus berilis šiuose kanaluose struktūroje turės vandens, todėl galėjome nueiti į tai pasižiūrėti ir pamatyti, kokios yra savybės“, - sakė jis. "Bet mes nežinojome, kad pažiūrėjus savybės pasidarys tokios keistos". [Apgailėtina „Sparkle“ galerija: 13 paslaptingų ir prakeiktų brangakmenių]

Pamatyti naują būseną

ORNL veikiančiame neutronų šaltinių Spallation šaltinyje, atšaldę berilo kristalus iki labai žemos temperatūros, mokslininkai neutronų išsklaidymo eksperimentais išmatavo įstrigusių vandens molekulių atomų žemiausios energijos būsenas, kurių schema naudojama subatominių neutronų dalelių pluoštui. atomų ir molekulių judėjimas.

"Kai mes pradėjome žiūrėti į šio pavyzdžio neelastingo neutronų spektro smailes, pamatėme daugybę spektro smailių, kurios, užuot padidėjusios dėl temperatūros - o tai, kas, tikimasi, įvyks - jos sumažėjo, esant temperatūrai", - teigė Anovitzas. sakė.

„Tai gali būti du būdai - kvantiniu tuneliu arba magnetiniais perėjimais - ir mes sugebėjome įrodyti, kad tai iš tikrųjų yra vandens molekulių kvantinis tunelis“, - sakė jis.

Vandens molekulių ir šešiakampių kanalų sienelių sąveika paprastai verčia vandenį į kanalo centrą, abi vandenilio „pelės ausys“ nukreiptos į tą pačią pusę iš šešių.

Mažiausios energijos būsenose vandens molekulės neturi pakankamai energijos, kad galėtų pasisukti į vieną iš gretimų padėčių.

Bet tose vietose, kur kanalai susiaurėja, kad tilptų tik viena vandens molekulė, vandens molekulės atomai gali „tuneliuoti“ per energijos barjerą, neleidžiantį suktis. Nauji eksperimentai atskleidė, kad molekulės sudarė „dvigubo viršaus“ formą, o kiekvieno vandenilio atomo protonų branduolys išsidėsto į šešiabriaunį žiedą aplink centrinį deguonies atomą, teigė tyrėjai.

Matuojamas molekulės

Aleksandras Kolesnikovas, ORNL fizikas ir pagrindinis naujojo straipsnio autorius, sakė, kad papildomi tyrimai Rutherfordo Appletono laboratorijoje nustatė, kad vandenilio protonų kinetinė energija šešiabriaunėse vandens molekulėse buvo maždaug 30 procentų mažesnė nei vanduo normalioje būsenoje arba „birus vanduo“.

„Tai yra tiesioginis požymis, kad tai yra kvantinė savybė dėl vandens tuneliavimo šiame berilio kanale“, - „WordsSideKick.com“ pasakojo Kolesnikovas. „Klasikine prasme tikimasi, kad kinetinė energija bus kažkas panašaus į visą kitą birų vandenį.

„Tai nėra nauja vandens [kaip ledas ar garai] fazė - ji nėra visiškai dujų fazėje, bet artima dujų fazei“, - pridūrė jis. "Tačiau žemoje temperatūroje dėl kvantinės delokalizacijos protonų kinetinė energija žymiai sumažėja ir jie plinta po šiuo [energijos] barjeru. Taigi, sakyčiau, tai yra tarsi naujos vandens molekulės būsenos."

Anovitzas teigė, kad buvo žinomas kvantinis tunelių panaudojimas kitose medžiagose, tačiau dažniausiai poveikis pasireiškė subatominėmis dalelėmis, o ne didesnėmis dalelėmis, tokiomis kaip vandens molekulės.

Taip pat buvo žinoma, kad kvantinis tuneliavimas vyksta tarp vandenilio atomų metilo grupės molekulėse, kurios yra išdėstytos trikampio formos piramidės pavidalu aplink anglies atomą, tačiau molekulės atrodė tokios pačios formos po tunelinio perėjimo, sakė jis.

„Vandeniui judant aplink šią šešis kartus išaugusią ašį berilio kanale, jis nebeatrodo tas pats - ir tai yra kažkas tokio, kas anksčiau nebuvo matyta“, - sakė Anovitzas.

Išvados buvo paskelbtos balandžio 22 d. Žurnale „Physical Review Letters“.

Sekite „WordsSideKick.com“ @gyvenimų mokslas, Facebook & „Google+“. Originalus straipsnis apie gyvą mokslą.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Kačiuko Kvapas: Kvepalai Debiutuoja „Kitten Fur“ Kvepalus
Kačiuko Kvapas: Kvepalai Debiutuoja „Kitten Fur“ Kvepalus

Ką Daryti, Jei Naujoji Dalelė Nėra Higso Bosonas?
Ką Daryti, Jei Naujoji Dalelė Nėra Higso Bosonas?

Mokslas Naujienos


Paukščiai Blogai Žiūri Į Įsibrovėlį
Paukščiai Blogai Žiūri Į Įsibrovėlį

Ankstyvojo Perspėjimo Ženklai - Rasti Žemės Drebėjimai
Ankstyvojo Perspėjimo Ženklai - Rasti Žemės Drebėjimai

Kaip Cdc Veiktų Realaus Gyvenimo „Užkrėtimą“
Kaip Cdc Veiktų Realaus Gyvenimo „Užkrėtimą“

Nauji Cpsc Duomenys Rodo, Kad Vaikų Nuskendimai Vis Dar Yra Pagrindinė Mirties Priežastis
Nauji Cpsc Duomenys Rodo, Kad Vaikų Nuskendimai Vis Dar Yra Pagrindinė Mirties Priežastis

Tyrimas Atskleidžia, Kaip Priversti Vaikus Valgyti Daugiau Vaisių
Tyrimas Atskleidžia, Kaip Priversti Vaikus Valgyti Daugiau Vaisių


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com