我们都知道水和其他液体只能表示三种基本状态:液体、固体和气体。我们从来没有质疑过这个基本假设,即水只能以这些状态存在。现在看来可以。的研究人员橡树岭国家实验室(ORNL)发现,一旦水在极小的空间内受到极大的压力,它就会表现出一种特殊的第四种状态。这种现象被称为隧道。
实验是在特殊的六面绿柱石细胞中进行的,从绿柱石中可以开采出海蓝宝石和祖母绿。这些笼子非常小,总共只包含六个原子,只能包含一个水分子。科学家们发现,虽然水分子存在于如此狭窄的空间中,但它可能会被迫以一种不同的方式表现出来,这种方式以前只在量子水平上观察到过,这被称为隧穿。它的意思是,任何粒子有时都可以克服两种状态的障碍,同时采用两种状态或显示混合性质。所有这些解释都有点难以理解,因为我们都不太了解量子态和物理学,但显然,有时分子可以去定域化,并在“通道中同时出现六个对称等效的位置”,这至少可以说是相当了不起的,因为这对一个正常分子来说是完全脱离世界的体验。
正是由于这个原因,到目前为止,研究人员还没有给出这种异常关系的理由,因为这完全是出乎意料的。通过中子散射实验,研究人员发现水分子会一分为二波纹环,一个套在另一个里面。在环的中心,三分之一的水分子同时有六种不同的方向!所以,事实上,水的氢原子并不是在一个位置,而是被涂成一个环状。
这一发现可能对水分子如何利用能量以及水在人体内纳米管中的行为有潜在的应用价值。这本身就是一个巨大的发现!查看下面的视频了解更多细节: