L'acqua è la base della vita sulla Terra …
Una scoperta sensazionale è stata fatta dai fisici americani: con l'aiuto della modellazione al computer e della diffusione dei neutroni, hanno scoperto uno stato assolutamente nuovo delle molecole d'acqua, atipico per uno qualsiasi dei tre stati aggregati noti.
Come sapete, l'acqua ha tre stati fondamentali di aggregazione: liquido, solido e gassoso. Tuttavia, sotto alta pressione e in uno spazio angusto, le molecole d'acqua dimostrano un altro stato e allo stesso tempo vivono non secondo le leggi della fisica classica, ma secondo le leggi quantistiche.
I ricercatori dell'Oak Ridge National Laboratory, in collaborazione con il laboratorio Rutherford-Appleton, hanno condotto un esperimento per scoprire quale stato assume il liquido nelle microfessure nelle rocce, nel suolo e anche durante il suo passaggio attraverso le membrane cellulari. Tuttavia, la scoperta si è rivelata ancora più ambiziosa e inaspettata.
Nel corso dell'esperimento, l'acqua è stata collocata in canali esagonali ultra-piccoli nel minerale di berillo (formula chimica Be3Al2Si6O18). Questo minerale è la base degli smeraldi. I canali studiati hanno un diametro di soli 0,5 nanometri.
Come si è scoperto, le molecole d'acqua mostrano un effetto tunneling quantistico, superando la potenziale barriera. Un tale stato dell'acqua non è mai stato osservato dagli scienziati e non corrispondeva a nessuno stato tipico di questa sostanza.
Di per sé, questo fenomeno (tunneling quantistico) è noto da tempo, ma in precedenza si credeva sempre che esistesse solo nella meccanica quantistica. A basse temperature (5-50 K), quest'acqua "tunnel" mostra proprietà quantistiche, cosa impossibile nel mondo classico.
Lo studio di questi campioni utilizzando la dispersione dei neutroni, così come la successiva simulazione al computer, ha mostrato che gli atomi di una data molecola d'acqua si trovano simultaneamente in tutte e sei le possibili posizioni.
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Come mostrato dai calcoli del computer, il "catalizzatore" per la transizione delle molecole d'acqua allo stato di tunneling sono le vibrazioni della struttura del cristallo di berillo.
I ricercatori non hanno dubbi che la loro scoperta comporterà molte discussioni nei circoli biologici, geologici e fisici e matematici: ora sarà importante spiegare il meccanismo del nuovo fenomeno e capire come influenzerà i concetti scientifici moderni.
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