Čikagos universiteto mokslininkai atliko kvantinius modeliavimus, kad būtų imituotas vandens elgesys ekstremaliomis sąlygomis, aptinkamose Žemės mantijoje. Tyrėjų straipsnis buvo paskelbtas žurnale Proceedings of the National Academy of Sciences. Mokslinis darbas yra apibendrintas pranešime spaudai apie „EurekAlert!“.
Esant ypač aukštai temperatūrai ir slėgiui, vanduo pradeda rodyti anomalias savybes, tuo pačiu metu būdamas skirtingose fazėse. Jis gali būti skystas, kai terpės temperatūra yra 10 kartų aukštesnė už virimo temperatūrą, taip pat derinti skysčio ir kietos medžiagos požymius.
- „Salik.biz“
Mokslininkai modeliavo sąlygas naudodamiesi superkompiuteriu, padidindami aplinkos, kurioje yra vandens molekulės, temperatūrą ir slėgį, kad vertės būtų atitinkamai 40 kartų ir 100 tūkstančių kartų didesnės nei normaliomis sąlygomis. Tokio eksperimento atlikti laboratorijoje neįmanoma, nes vanduo pradeda chemines reakcijas su įrangos medžiaga. Paprastumo dėka tyrėjai ištyrė tik nedidelį H2O molekulių skaičių, tirdami jų kvantines būsenas ekstremaliomis sąlygomis.
Tyrėjai įrodė, kad esant 1000 kelvinų (726 laipsnių Celsijaus) ir 11–20 gigapaskalų (GPa) slėgiui vanduo yra skystoje fazėje ir greitai skaidosi į jonus, kurie iškart rekombinuojasi. Šis procesas atliekamas naudojant bimolekulinį mechanizmą, kai dviejų molekulių kinetinė energija yra tokia didelė, kad susidūrus jos suyra. Gauti trumpaamžiai jonai atlieka įkrovos nešėjų vaidmenį, o tai paaiškina, kodėl vandens elektrinis laidumas tokioje ekstremalioje aplinkoje yra 6-7 laipsniais didesnis nei normaliomis sąlygomis. Tokiu atveju vandenilio ryšiai tarp molekulių, užtikrinančių skystą būseną, išlaikomi bent iki 20 gigapaskalių slėgio.