Dans un premier, des scientifiques capturent un remorqueur quantique entre des molécules d'eau voisines
Des chercheurs ont fait la première observation directe du mouvement atomique dans des molécules d'eau liquide qui ont été excitées par la lumière laser. Leurs résultats révèlent des effets qui pourraient sous-tendre l'origine microscopique des propriétés étranges de l'eau. Crédit :Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory
L'eau est le liquide le plus abondant mais le moins compris dans la nature. Il présente de nombreux comportements étranges que les scientifiques ont encore du mal à expliquer. Alors que la plupart des liquides deviennent plus denses à mesure qu'ils refroidissent, l'eau est la plus dense à 39 degrés Fahrenheit, juste au-dessus de son point de congélation. C'est pourquoi la glace flotte au sommet d'un verre à boire et les lacs gèlent de la surface vers le bas, permettant à la vie marine de survivre aux hivers froids. L'eau a également une tension superficielle inhabituellement élevée, permettant aux insectes de marcher sur sa surface, et une grande capacité de stockage de chaleur, maintenir la température des océans stable.
Maintenant, une équipe qui comprend des chercheurs du laboratoire national des accélérateurs SLAC du ministère de l'Énergie, L'Université de Stanford et l'Université de Stockholm en Suède ont fait la première observation directe de la façon dont les atomes d'hydrogène dans les molécules d'eau tirent et poussent les molécules d'eau voisines lorsqu'elles sont excitées par la lumière laser. leurs résultats, Publié dans La nature aujourd'hui, révèlent des effets qui pourraient sous-tendre des aspects clés de l'origine microscopique des propriétés étranges de l'eau et pourraient conduire à une meilleure compréhension de la façon dont l'eau aide les protéines à fonctionner dans les organismes vivants.
"Bien que ce soi-disant effet quantique nucléaire ait été supposé être au cœur de nombreuses propriétés étranges de l'eau, cette expérience marque la première fois qu'elle a été observée directement, " a déclaré le collaborateur de l'étude Anders Nilsson, professeur de physique chimique à l'Université de Stockholm. "La question est de savoir si cet effet quantique pourrait être le chaînon manquant dans les modèles théoriques décrivant les propriétés anormales de l'eau."
Chaque molécule d'eau contient un atome d'oxygène et deux atomes d'hydrogène, et un réseau de liaisons hydrogène entre les atomes d'hydrogène chargés positivement dans une molécule et les atomes d'oxygène chargés négativement dans les molécules voisines les maintient tous ensemble. Ce réseau complexe est la force motrice derrière de nombreuses propriétés inexplicables de l'eau, mais jusqu'à récemment, les chercheurs n'ont pas pu observer directement comment une molécule d'eau interagit avec ses voisines.
