L'eau est la base de la vie sur Terre …
Une découverte sensationnelle a été faite par des physiciens américains: à l'aide de simulations informatiques et de diffusion de neutrons, ils ont découvert un état absolument nouveau des molécules d'eau - atypique pour l'un des trois états d'agrégats connus.
Comme vous le savez, l'eau a trois états d'agrégation de base: liquide, solide et gazeux. Cependant, sous haute pression et dans un espace exigu, les molécules d'eau démontrent un autre état et en même temps ne vivent pas selon les lois classiques, mais selon les lois quantiques de la physique.
Des chercheurs du laboratoire national d'Oak Ridge, en collaboration avec le laboratoire de Rutherford-Appleton, ont mené une expérience pour déterminer l'état du liquide dans les microfissures dans les roches, le sol et également lors de son passage à travers les membranes cellulaires. Cependant, la découverte s'est avérée encore plus ambitieuse et inattendue.
Au cours de l'expérience, de l'eau a été placée dans des canaux ultra-petits hexagonaux dans le minéral béryl (formule chimique Be3Al2Si6O18). Ce minéral est la base des émeraudes. Les canaux étudiés ne font que 0,5 nanomètre de diamètre.
Il s'est avéré que les molécules d'eau présentent un effet tunnel quantique, surmontant la barrière potentielle. Un tel état de l'eau n'a jamais été observé par les scientifiques et ne correspondait à aucun état typique de cette substance.
En soi, ce phénomène (tunnel quantique) est connu depuis longtemps, mais on a toujours cru qu'il n'existe que dans la mécanique quantique. Aux basses températures (5-50 K), cette eau «tunnel» présente des propriétés quantiques, ce qui est impossible dans le monde classique.
L'étude de ces échantillons à l'aide de la diffusion neutronique, ainsi que la simulation informatique ultérieure, ont montré que les atomes d'une molécule d'eau donnée sont situés simultanément dans les six positions possibles.
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Comme le montrent les calculs informatiques, les "catalyseurs" de la transition des molécules d'eau à l'état tunnel sont des vibrations de la structure du cristal de béryl.
Les chercheurs ne doutent pas que leur découverte impliquera de nombreuses discussions dans les cercles biologique, géologique, physique et mathématique: il sera maintenant important d'expliquer le mécanisme du nouveau phénomène et de comprendre comment il affectera les idées scientifiques modernes.
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