Общеизвестно, что вода может находиться в трех состояниях вещества: как твердое тело, как жидкость и как газ. Но ученые из лаборатории Oak Ridge National Lab (ORNL) обнаружили, что, когда вода находится под очень сильным давлением в небольшом пространстве, эводаь может перейти в странное четвертое состояние, известное как туннелирование.

Такая вода была найдена в сверхмалых шестигранных каналах в минерале берилла, который формирует основу для драгоценных камней аквамарин и изумруд. Размеры этих каналов составляют лишь около пяти атомов по горизонтали и они функционируют в основном как клетки, которые могут каждая из которых служит «ловушкой» одной молекулы воды. Иисследователи обнаружили, что в этой невероятно ограниченном пространстве молекула воды проявляла характеристику, которая свойственно, как правило, только на гораздо меньшем квантовом уровне, где она называется туннелированием.

«В классической физике атом не может перепрыгнуть через барьер, если он не имеет достаточно энергии для этого», – объясняет ученый из ORNL Александр Колесников, который является ведущим автором статьи об этом открытии, опубликованной в апрелевском выпуске журнала Physical Review Letters. Но в случае воды в берилловой ловушкой, молекулы воды действовали в соответствии с законами квантовой, а не классической физики.

«Это означает, что атомы кислорода и водорода молекулы воды являются "делокализованными" и, следовательно, одновременно присутствует во всех шести симметрично эквивалентных местоположениях канала одновременно,» говорит Колесников. «Это одно из тех явлений, которые происходят только в квантовой механике и не имеет аналогов в нашем повседневном опыте».

«Это открытие представляет собой новое фундаментальное понимание поведения воды и способ использования энергии водой,» говорит соавтор статьи Лоуренс Anovitz. «Также интересно думать, что молекулы воды в вашем аквамариновом или изумрудном кольце – синие и зеленые разновидности берилла – подвергаются одному и тому же квантовому туннелированию, что и в наших опытах».

Видео–ссылка –>