Ученые смогли разделить воду на две разные жидкости

Ученые из Швейцарии впервые в истории смогли разделить воду на две разные жидкости, состоящие из двух типов молекул воды. Методика этого процесса отражена в журнале Nature Communications, сообщает РИА Новости.

"Мы показали, что реакции с участием параводы идут на 25 процентов быстрее, чем с ортоводой, 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", - заявил Штефан Виллич из университета Базеля.

Пространственная структура и некоторые физические свойства молекул воды зависят от спина атомов водорода. Если спин у обоих атомов одинаковый, такая молекула называется параводой, если они противоположны - ортоводой. Точные различия между ними пока не известны, однако в 2002 году российские физики показали, что ортовода конденсируется хуже, чем паравода.

Законы квантовой механики запрещают прямое превращение одной формы воды в другую, поэтому в любом стакане с жидкостью должны одновременно присутствовать обособленные группы и пара-, и ортоводы. Тем не менее первые же опыты показали, что разделить их 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, казалось, невозможную задачу, охладив воду до температуры, близкой к абсолютному нулю, и заставив молекулы пара- и ортоводы самостоятельно разделиться на два лагеря, не соприкасающиеся друг с другом.

Физики в ходе опытов смогли проследить за тем, как обе формы влаги взаимодействуют с диазенилием и раскрыть несколько интересных свойств пара- и ортоводы. К примеру, выяснилось, что паравода 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 ученые, помогут также выявить иные различия между ними и понять, почему пропорции пара- и ортоводы на Земле отличаются от тех значений, которые вычислены для других звездных систем. Все это, в свою очередь, может оказаться критически важным для раскрытия истории формирования планеты и зарождения жизни.