Físicos forzaron moléculas de agua en un nuevo y extraño estado de la materia

EN BREVE

Los físicos han burlado de las moléculas de agua en un nuevo estado, una que tiene algunas propiedades mecánicas cuánticas muy peculiares.

EL GRAN APRETÓN 

En su mayor parte, el agua en la Tierra viene en tres variedades de hielo sólido, vapor gaseoso, y en forma líquida (el favorito de todos). Todos hemos conocido esto, ya que básicamente siempre.

Pero ahora los físicos, a quienes les gusta tirar mono-llaves en las cosas y mucking con nuestras nociones queridas de la existencia cotidiana, han llegado con otra doozy-un nuevo estado del agua.

Se trata de aspectos de la física que trabajan en el nivel cuántico, y por ahora, casi todo el mundo se da cuenta de lo que significa ir al nivel cuántico: las cosas se ponen realmente extraño. Esto significa que todo lo que sabía, todo lo que pensaba que sabía, y lo que usted piensa que creías saber ... bueno, olvídalo.

Los físicos irreverentes y paradigmas redefinir involucrados provienen de Laboratorio Nacional de Oak Ridge, donde lograron forzar las moléculas de agua individuales a través de los canales en el mineral berilo que miden sólo 5 angstroms a través de-eso es todo alrededor de una diez mil millonésima parte del tamaño de un metro. Para la comparación, los átomos son típicamente de aproximadamente 1 angstrom de diámetro.

Diagram of a water molecule in its “tunneling” mode. Credit: A. I. Kolesnikov et al.

RAREZA CUÁNTICA 

Fue entonces cuando las cosas se pusieron un poco extraño. A medida que las moléculas de agua excavaron a través de los canales de berilo en forma de hexágonos, tomaron en una organización inusual. En contraste con la disposición típica asimétrica, el átomo de oxígeno cambió al centro de masa, algo que por lo general centrada en los átomos de hidrógeno.

Los átomos de hidrógeno, en un poco de malabarismo cuántica contrario a la intuición, asumen seis configuraciones simétricas diferentes al mismo tiempo conforme a la forma hexagonal de las paredes del canal. A medida que ciclo simultáneamente a través de estas configuraciones, la temperatura de la molécula aumenta. Por otra parte, la nueva disposición simétrica hace que la molécula de perder algo que se llama su "momento dipolar eléctrico", en otras palabras, la molécula se convierte en esencia eléctricamente neutro y pierde su impulso a unirse con otros átomos y moléculas.

Es raro y espeluznante y no en todos puedan ser entendidos en el corto plazo. De hecho, nadie sabe realmente qué hacer con el descubrimiento.

"Es uno de esos fenómenos que sólo se producen en la mecánica cuántica y no tiene paralelo en nuestra experiencia cotidiana", dice el investigador principal, Alexander Kolesnikov, en el equivalente intelectual de un encogimiento de hombros desconcertado.

Puede haber algunas implicaciones prácticas para la investigación, sin embargo. Se espera que la peculiar configuración que aparezca en el mundo natural en ciertas circunstancias, incluyendo en las paredes de las células de los seres vivos.

Fuente: ScienceAlert