Phát hiện trạng thái mới của nước khi đạt mức cực lạnh

Nghiên cứu mới chỉ ra, khi nước làm lạnh đến một nhiệt độ cực thấp, nó sẽ biến đổi thành một hình thức mới...

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Arkansas (Mỹ) đã xác định được rằng, khi nước được làm lạnh đến một nhiệt độ cực thấp, nó sẽ biến đổi thành một hình thức mới của chất lỏng.

Như đã biết, tất cả các chất thường trải qua các giai đoạn chuyển tiếp giữa 3 trạng thái cơ bản của vật chất - rắn, lỏng và khí. Tại các quá trình chuyển tiếp, tính chất của một chất có thể thay đổi đáng kể và đột ngột.

Một giả thuyết được đề xuất trước đây đã giải thích một số trạng thái kì lạ của nước khi cho rằng, tồn tại một quá trình chuyển đổi tương tự có thể diễn ra giữa 2 trạng thái chất lỏng khác nhau, trong đó sự sắp xếp của các phân tử nước thay đổi để cho 2 trạng thái này có mật độ rất khác nhau.

Qua mô phỏng thí nghiệm nước "siêu lạnh", nhóm các nhà khoa học Feng "Seymour", giáo sư Wang đến từ trường Cao đẳng Nghệ thuật và Khoa học đã khẳng định, có một giai đoạn chuyển tiếp "lỏng - lỏng" ở nhiệt độ 207K hay khoảng -66 độ C.

Siêu lạnh (supercooled) là trạng thái mà nhiệt độ của chất lỏng (hoặc chất khí) xuống dưới nhiệt độ đông đặc mà chất đó vẫn không hóa rắn. Bình thường khi xuống tới nhiệt độ đông đặc, các tinh thể sẽ được hình thành xung quanh hạt nhân ngưng kết và chất lỏng sẽ chuyển sang trạng thái rắn. Hạt nhân ngưng kết ở đây có thể là bụi, giống như quá trình hơi nước ngưng tụ thành mây. Nếu thiếu các hạt nhân ngưng kết như vậy thì chất lỏng sẽ không đông đặc được và trở thành "siêu lạnh".

Nghiên cứu mới này thăm dò cấu trúc phân tử của nước dưới một loạt các áp suất và nhiệt độ khác nhau. Nó đã cung cấp một số bằng chứng cho thấy sự tồn tại của sự chuyển đổi trạng thái lỏng-lỏng này.

Tuy nhiên, sự chuyển tiếp này khó quan sát được vì nó chỉ xảy ra ở những nhiệt độ và áp suất mà tại đó bình thường nước không thể tồn tại ở dạng lỏng.

Giáo sư Wang nói rằng: "Trong 1 phần triệu của giây, nước đã không thực sự hình thành băng nhưng đã chuyển thành một hình thức mới của chất lỏng. Nghiên cứu này cung cấp những bằng chứng hỗ trợ mạnh mẽ cho nghiên cứu có một pha chuyển tiếp giữa 2 pha riêng biệt của nước lỏng". "Chính sự chuyển pha lỏng-lỏng trong nước siêu lạnh sẽ được sử dụng để giải thích nhiều hành vi bất thường của nước", ông Wang chia sẻ thêm.

Nghiên cứu được đăng trên Tạp chí Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Mỹ.

TIN CŨ HƠN
Bằng chứng khoa học cho thấy đầu thai là có thực

Bằng chứng khoa học cho thấy đầu thai là có thực

Trong khi nhiều nhà khoa học cho rằng ý niệm về sự đầu thai chỉ là huyền thoại thì có một số chuyên gia đáng tin cậy tin nó là một hiện tượng có thật.

Đăng ngày: 15/10/2025
10 hiện tượng thiên nhiên hiếm thấy

10 hiện tượng thiên nhiên hiếm thấy

Có những hiện tượng thiên nhiên bạn chưa biết đến, vì ít khi chúng xảy ra hay vì  bạn ở một vị trí địa lý không xảy ra những bất thường.

Đăng ngày: 14/10/2025
Khám phá những điều thú vị về loài chim cánh cụt

Khám phá những điều thú vị về loài chim cánh cụt

Chim cánh cụt cư ngụ chủ yếu ở Nam Cực lạnh giá với nhiệt độ trung bình - 49 độ C

Đăng ngày: 14/10/2025
Nơi thi thể không phân hủy do quá lạnh ở Na Uy

Nơi thi thể không phân hủy do quá lạnh ở Na Uy

Longyearbyen là một thị trấn với 2.000 cư dân chủ yếu sống dựa vào khai thác than đá ở quần đảo Svalbard xa xôi của Na Uy, theo Sun.

Đăng ngày: 14/10/2025
Quá trình

Quá trình "tịnh thân" thảm khốc của nữ thái giám - nhân vật bí ẩn trong lịch sử Trung Quốc

Với một quốc gia ngay từ thời cổ đại đã luôn có tư tưởng trọng nam khinh nữ, việc đưa những người phụ nữ vào cung để "tịnh thân" làm quan có lẽ là một điều ngoại lệ và khó hiểu.

Đăng ngày: 14/10/2025
Cách xác định phương hướng bằng mặt Trăng

Cách xác định phương hướng bằng mặt Trăng

Nếu lỡ lạc đường trong đêm tối thì vị trí của Mặt Trăng trên bầu trời có thể giúp chúng ta xác định phương hướng.

Đăng ngày: 14/10/2025

"Ngưỡng Chết" trên Everest: Chuyện chưa kể của 5 huyền thoại leo núi vĩ đại nhất lịch sử

11:30 sáng ngày 29/5/1953 là khoảnh khắc không thể nào quên trong lịch sử thế giới khi có 2 nhà leo núi lần đầu tiên đặt chân lên đỉnh Everest.

Đăng ngày: 13/10/2025
Khoa Học News