A túlhűtött vízcseppekből származó jégkristályosodás eredményeként kialakult felhő. / Ian Jacobs/flickr
Németországból, Franciaországból, Spanyolországból és Olaszországból érkezett fizikuscsoportnak először sikerült túlhűteni a víz mikrocseppjeit -42,55 ° C-ig, egy fokkal kevesebbet, mint az előző rekord. A hűtéshez gyors vákuumpárolgási módszert alkalmaztak, és a fényszóródási adatok alapján határozták meg a hőmérsékletet a csepp nagysága alapján - írják a tudósok Fizikai áttekintő levelek.
A mai napig a legalacsonyabb hőmérséklet, amelyen a cseppek képesek voltak fenntartani a folyékony állapotot, és amelyet pontosan meg lehetett mérni, körülbelül -41 ° C volt. Másrészt az elméleti elemzés és a számítógépes szimuláció szerint ismert, hogy az a minimális hőmérséklet, amelynél a víz metastabil folyékony állapotban tartható, körülbelül -45 ° C, amely alatt a hideg állapot instabil.
A csoport, amelyet Robert E. Grisenti vezetett a frankfurti Goethe Egyetemről (Németország), a gyors párolgási módszer alkalmazását javasolta vákuumban a mikrohullámok túlhűtésére. A módszer fő hátránya, hogy ezen a hűtési szinten nehéz meghatározni a hőmérsékletet pontosan. A probléma megoldására a szerzők a Raman-szórási módszer alkalmazását javasolták. A Raman-csúcs frekvenciás elmozdulásának mérésével nagyon jó pontossággal meghatározható a cseppeloszlás, kiszámítva a párolgás alatti és utáni súlyveszteséget. A tudósok szerint ennek a módszernek a pontossága megközelítőleg 0,5ºC.
Adatok a csepp méretének (felső) és hőmérsékletének (alsó) változásához a vákuumban történő gyors párolgás során. A jobb oldalon látható szimbólumok azoknak a cseppeknek felelnek meg, amelyekben megkezdődött a jégkristályosodás. / Claudia Goy és mások/Physical Review Letters, 2018
Ezzel a megközelítéssel a tudósok körülbelül 6,3 mikronra tudták hűteni a mikrocseppeket. A tudósok szerint a javasolt módszer lehetővé teszi nagyobb cseppek hűtését elég alacsony hőmérsékleten. Ezenkívül a cseppméretű Raman-szórási módszer lehetővé teszi a molekulák oxigén- és hidrogénállapotának, valamint a molekulák közötti hidrogénkötések monitorozását. A beérkezett adatok alapján a jövőben a tudósok remélik, hogy információkat kapnak a víz hidrogénkötéseinek szerkezetében bekövetkezett változásokról a kritikusan alacsony hőmérsékletre történő lehűlés során. A tanulmány készítői szerint a munka eredményei segítenek részletesebben tanulmányozni azokat a folyamatokat, amelyek a jég kristályosodása során fordulnak elő a légkörben, és megbízhatóbb klímamodelleket építenek fel.
2017 közepén a Stockholmi Egyetem tudósai a víz két folyékony fázisát fedezték fel, nagy szerkezeti és sűrűségbeli különbségekkel, a röntgensugarakkal végzett kísérleti vizsgálatoknak köszönhetően.
Alexander Dubov
Szöveget María Cervantes fordította
Ha tetszett ez a hír, tudjon meg többet Facebook és Twitter csatornáinkon keresztül.