Deneyler, suyun iki sıvılı modeli için güçlü kanıtlar sağlamıştır. Bu aynı zamanda yoğunluk anomalisini de açıklayabilir.
Innsbruck (Avusturya). Su, birçok özelliğinde diğer sıvıların çoğundan farklıdır. Yoğunluk anomalisi özellikle dikkat çekicidir, bu da suyun normal basınçtaki en yüksek yoğunluğunun buz olarak değil, dört santigrat derece sıcaklıkta olmasını sağlar. Bu nedenle fizikte, suyun farklı yoğunluklara sahip iki sıvıdan oluştuğu tezi vardır. Ancak, bu henüz deneysel olarak kanıtlanmamıştır.
Innsbruck Üniversitesi Fiziksel Kimya Enstitüsü’nden bilim adamları şimdi bu iki sıvılı modelin bir başka güçlü göstergesini sağladılar. Uzman dergisi PNAS’taki yayınlarına göre, Thomas Lörting liderliğindeki ekip deneysel olarak iki tür camsı su tespit etmeyi başardı.
Suyun kristal ve amorf halleri
Doğada katı, sıvı ve gaz halinde bulunan tek madde sudur. Dünyanın yüzeyinde sadece bir buz şekli vardır (Buz I). Bununla birlikte, yakın zamanda laboratuvarda oluşturulan Ice XVI gibi çok sayıda başka form da vardır. Ek olarak, su, düşük sıcaklık aralıkları ve yüksek basınç gibi özel koşullar altında oluşan çok sayıda kristal ve amorf formda varlığını sürdürmektedir.
Amorf katıların bu alt türlerinden biri camlardır. Bunlar, daha sonra katılaşan ancak düzensiz mikroskobik yapısını koruyan bir sıvının hızlı soğumasının bir sonucu olarak oluşur. Deneylerde, Lörting liderliğindeki araştırmacılar şimdi ilk kez camın yüksek basınçta sudan başka bir cam formuna dönüştüğünü gösterdiler. İki form, malzeme özellikleri ve mikroskobik yapıları bakımından farklılık gösterir.
Birkaç mikrosaniye içinde soğuma
Suyun soğuduğunda buza dönüşmemesi, bunun yerine kristalleşerek cam haline gelmesi için bu işlemin birdenbire gerçekleşmesi gerekir. Lörting, “Uzun yıllar boyunca geliştirdiğimiz ve iyileştirdiğimiz bir aparatla, suyu birkaç dereceden artı eksi 196 dereceye, yani yaklaşık 200 santigrat dereceye, sadece 20 mikrosaniyede soğutmak mümkün” diye açıklıyor Lörting. Camsı su daha sonra soğutulmuş bir yüksek basınç hücresinde 10.000 atmosferden fazla bir basınca tabi tutulur. Bu, daha önce bilinmeyen ikinci cam şekline doğru ani bir yoğunlaşmaya neden olur. Bu, X-ışını analizi ile doğrulandı.
Lörting’e göre bu, “sudan yapılmış iki bardağın varlığının ilk kesin deneysel onayı”. Ekibe göre bu, “iki sıvı modelinin kanıtı değilse bile çok güçlü bir kanıtıdır.” Daha önce, suyun bu davranışı yalnızca bilgisayar simülasyonları aracılığıyla tanımlanmıştı. Lörting, “Suyun iki farklı sıvıdan oluştuğunu bilmek, suyun şaşırtıcı ve benzersiz özelliklerini tanımlamamıza yardımcı olabilir” diye açıklıyor.