فیزیکدانان با تحت فشار قرار دادن مولکول‌های آب، آن را به حالت جدیدی درآوردند که به قوانین معمولِ جامدات، مایعات و گاز‌ها پایبند نیست. با به دام انداختن آب در شکاف‌های بسیار کوچک، شبیه به آنهایی که در طبیعت نیز وجود دارد، محققان موفق شدند اتم‌های هیدروژن و اکسیژنِ آن را به طریقی در بیاورند که رفتارش بسیار عجیب و غریب باشد.
به گزارش بیگ بنگ، این کشف بسیار نزدیک به فرضیه‌های موجود در فیزیک کوانتوم است، زمینهٔ علمی که در آن، قوانین فیزیک کلاسیکِ جهان، اغلب صدق نمی‌کند و نادیده گرفته می‌شود. تیم پژوهشی این تحقیق کاملاً مطمئن نیستند که یافتهٔ آن‌ها به چیزی منجر خواهد شد، اما باید بینش جدیدی در مورد چگونگی رفتار آب در فضاهای فوق‌العاده محدود ارائه دهد.
مایکل بایرن گزارش می‌دهد: دانشمندان آزمایشگاه ملی اوک ریج، مولکول‌های آب را مجبور به پایین رفتن از کانال‌های ساخته شده از مواد معدنی بریل کردند، که فقط ۵ آنگستروم (حدود ده میلیاردم متر) بود. آن‌ها می‌گویند شرایط مشابه به احتمال زیاد بیش از حد در جهان طبیعی یافت می‌شود، برای مثال در داخل خاک، رابط مواد معدنی و دیواره‌های سلولی.
در داخل این محفظهٔ مولکولی (اتم‌ها در حدود ۱ آنگستروم هستند)، دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن که تشکیل یک مولکول آب را می‌دهند رفتار واقعاً عجیب و غریبی از خود نشان می‌دهند. به جای اینکه ثابت بمانند، اتم‌های هیدروژن در شش جهتِ متقارنِ مختلف در یک زمان ظاهر می‌شوند که اتم اکسیژن در وسط آن‌ها قرار می‌گیرد: دانشمندان می‌گویند شش موقعیت مختلف با شش دیوارهٔ مختلف از کانال شش‌ضلعی مطابقت دارد. همانطور که آن‌ها تونل می‌زنند، چرخهٔ اتم‌های هیدروژن بین تمام موقعیت‌های ممکن قرار دارد و در نتیجه درجه حرارت افزایش می‌یابد.
مرکز جرم مولکول به جای آنکه به هیدروژن دور افتاده تغییر یابد (چیزی که در یک مولکول معمولی است) به سمت اتم اکسیژن مرکزی می‌رود. همچنین طرح تازه متقارن به معنای این است که مولکول گشتاور دو قطبی الکتریکی خود را از دست می‌دهد، یعنی بارهای مثبت و منفی در اتم‌ها دیگر نامتعادل نیستند و در تئوری دیگر نباید در پیوند با دیگر اتم‌ها یا مولکول‌ها باشد.
این کشفِ بزرگی است، حتی اگر دانشمندان دقیقاً اطمینان نداشته باشند که معنی دقیق آن چیست! رهبر این پژوهش، الکساندر کلسنیکف می‌گوید: «این یکی از آن پدیده‌هایی است که تنها در مکانیک کوانتومی رخ می‌دهد و قابل مقایسه با هیچ‌یک از تجربه‌های روزمرهٔ ما نیست.» لارنس آنوویتز عضو تیم تحقیقی اضافه کرد: «این کشف نشان‌دهندهٔ درک اساسی جدید از رفتار آب است و طریقی که آب انرژی می‌گیرد.» گام بعدی محققان این است که بدانند چرا این پدیده رخ می‌دهد، اما باید در نهایت دانشمندان از ترمودینامیک و رفتار آب هنگامی که در محیط بسیار سخت، محدود است؛ درک بهتری بدست آوردند. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریهٔ Physical Review Letters منتشر شده است.
ترجمه: سپیده محمدزاده / سایت علمی بیگ بنگ
منبع: sciencealert. com