Швейцарские физики смогли разделить воду на две разные жидкости

Учёные из Швейцарии реализовали "невозможное" – им удалось разделить воду на две разные жидкости, состоящие из двух типов молекул воды, свойства которых заметно отличаются, сообщает РИА "Новости".

"Мы показали, что реакции с участием пара-воды идут на 25% быстрее, чем с орто-водой, что связано с тем, как спин ядра атомов водорода влияет на вращение всей молекулы. Это очень важно, так как без полного контроля и понимания того, как ведут себя молекулы во время реакций, мы не сможем раскрыть механизмы, управляющие их ходом", – сказал Штефан Виллич из университета Базеля.

Пространственная структура и некоторые физические свойства молекул воды зависят от спина атомов водорода. Если спин у обоих атомов одинаковый, то такая молекула называется пара-водой, если они противоположны – орто-водой. Точные различия между ними пока неизвестны, однако в 2002 году российские физики показали, что орто-вода хуже конденсируется, чем пара-вода.

Законы квантовой механики запрещают "прямое" превращение одной формы воды в другую, благодаря чему в любом стакане с жидкостью должны одновременно присутствовать обособленные группы и пара-, и орто-воды. Тем не менее, первые же опыты показали, что разделить их было невозможно, так как некоторые взаимодействия между молекулами воды, характер которых пока не ясен, иногда заставляют их менять спин атомов водорода.

Виллич и его коллеги впервые смогли решить эту "невозможную" задачу, охладив воду до температуры, близкой к абсолютному нулю, и заставив молекулы пара- и орто-воды самостоятельно разделиться на два лагеря, не соприкасающихся друг с другом.

Учёные в ходе опытов смогли проследить за тем, как обе формы влаги взаимодействуют с диазенилием и раскрыть несколько интересных свойств пара- и орто-воды. К примеру, выяснилось, что пара-вода заметно быстрее и активнее вступала в реакции с молекулами N2H, что говорит о существенных различиях в их поведении и в других химических взаимодействиях.

Дальнейшие эксперименты с "чистыми" версиями воды, как надеются учёные, помогут раскрыть и другие различия между ними, и понять, почему пропорции пара- и орто-воды на Земле отличаются от тех значений, которые были вычислены для других звёздных систем. Всё это, в свою очередь, может оказаться критически важным для раскрытия истории формирования планеты и зарождения жизни на её поверхности.