الماء أكثرُ تجانسًا مما كان متوقعًا

الماء أكثرُ تجانسًا مما كان متوقعًا

الماء أكثر تجانسًا مما كان متوقعًا، يعتبر الماء في الظروف المحيطة مادة الحياة والكيمياء، كما أنه يتصرف بشكل متفرد في العديد من خصائصه. فيلهلم كونراد رونتغن Wilhelm Conrad Röntgen، مكتشف الأشعة السينية افترض أن هناك طورين منفصلين متميزين في الماء السائل. وتتنافس هذه الفرضية مع النظرة الأخرى لوجود طور أحادي للسائل في شبكة من الروابط الهيدروجينية. مع مرور الوقت، تم تكرار الطرق الطيفية للأشعة السينية مرارًا لدعم فرضية رونتغن.

ملاحظات العلماء على الماء باستخدام الأشعة السينية

• أجرى فريق دولي من الباحثين، بقيادة البروفيسور فوهليش-Föhlisch من هيلمهولتز زينتروم برلين وجامعة بوتسدام؛ تحقيقات وتحليلات متعددة الطيف بالأشعة السينية عالية الدقة. لمعالجة هذه الآراء المتباينة في مصادر الضوء BESSY II وESRF و Swiss Light Source.
• وقد أثبتوا أنه يمكن وصف الملاحظات الطيفية للأشعة السينية بشكل كامل ومتسق. من خلال التوزيع المستمر للمياه السائلة في نموذج رباعي الأسطح في الظروف المحيطة مع روابط الهيدروجين (H-1،74 ± 2.1 ٪) المكتسبة والمفقودة لكل جزيء.
• بالإضافة إلى ذلك، من خلال مخطط الطور الكامل للماء. فإن العلاقة التناسقية الواضحة مع المستوى الثاني تم تأسيسها وتوضيح أثر حركتها فائقة السرعة والمرتبطة بتفاعل مادة الأشعة السينية وتحديد كميتها.

يمكنك الاطلاع أيضًا على: تقليل العكارة في الماء

الاستنتاجات الطيفية للأشعة السينية علي أن الماء أكثرُ تجانسًا

هل يمكن لهذه الاستنتاجات الطيفية للأشعة السينية على المياه في الظروف المحيطة أن تحل الآن مسألة الجدل الشديد حول وجود نقطة حرجة ثانية فيما يسمى “no man’s land” في المياه فائقة البرودة؟ وإثبات أن الماء أكثر تجانسًا مما كان متوقعًا ؟

• تستند هذه النقطة المفترضة من الناحية النظرية إلى امتداد المراحل الجليدية غير المتبلورة (المنخفضة والعالية الكثافة).
• إلى مراحل سائلة منخفضة وعالية الكثافة مزعومة على طول خط Widom. حيث توجد النقطة الحرجة الثانية باعتبارها انحراف مستقر عن الاستقرار، والاستجابة الديناميكية الحرارية للمياه فائقة التبريد حول أقل من 45 درجة مئوية في الضغط الجوي.

إثبات أن الماء أكثرُ تجانسًا مما كان متوقع

من المعروف في فيزياء التقلبات الحرجة أن فوق النقطة الحرجة، ينبغي للمرء أن ينظر إلى حالة المادة على أنها متجانسة. حيثُ يُسمح بالتقلبات الكبيرة والواسعة عندما يقترب المرء من حدود النقطة الحرجة. مدى قربه من مجال الطاقة وعلى أي نطاق زمني لاستشعار الاختلاف لم يتم الرد عليه بالكامل. لكن التوقعات من الملاحظات في فيزياء الحالة الصلبة أن عليك أن تكون قريبًا من إدراك تأثيرات المرحلة الثانية.

حتى لو كانت النقطة الحرجة الثانية المزعومة عند أقل من 45 درجة مئوية فإن الظروف المحيطة للمياه السائلة في حالة التوازن تكون بأي حال بعيدًا عن درجة الحرارة. وبالتالي، فإن نموذج التوزيع المستمر المتذبذب للمياه السائلة القريبة من رباعي الأسطح في الظروف المحيطة يكون مستقلًا عن النقطة الحرجة الثانية من الماء في المنطقة سواءً كانت البرودة الفائقة أم لا.

يمكنك الاطلاع أيضًا على: اجابة لـلماذا يكون الماء سائلاً في صورته الطبيعية؟

المصادر:

Niskanen, J. & et al. Compatibility of quantitative X-ray spectroscopy with continuous distribution models of water at ambient conditions. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019; 201815701 DOI: 10.1073/pnas.1815701116

Water is more homogeneous than expected. Helmholtz Zentrum Berlin. Retrieved August 11, 2019, from https://www.helmholtz-berlin.de/pubbin/news_seite?nid=20362;sprache=en