Usted ya sabe que el agua puede tener tres estados de la materia: sólido, líquido y gas. Pero los científicos del Laboratorio Nacional de Oak Ridge, (ORNL) han descubierto que cuando se trata de poner bajo presión extrema en espacios pequeños, el líquido que da vida puede exhibir un cuarto estado extraño conocido como efecto túnel.

El agua en la pregunta fue encontrado en super-pequeños canales de seis caras en el mineral berilo, que forma la base para las gemas aguamarina y esmeralda. La medida de los canales sólo unos cinco átomos de diámetro y función, básicamente, como jaulas que pueda cada trampa de una molécula de agua. Lo que los investigadores encontraron fue que en este espacio muy estrecho, la molécula de agua exhibe una característica por lo general sólo se ve en el nivel cuántico mucho más pequeño, llamado efecto túnel.

Básicamente, túnel cuántico significa que una partícula, o en este caso una molécula, puede superar una barrera y estar en ambos lados de la misma a la vez - o en cualquier lugar entre. Pensar en hacer rodar una pelota por un lado de una colina y hasta otra. La segunda colina es la barrera y la bola sólo tendría suficiente energía para subir a la altura desde la que se dejó caer en un principio. Si la segunda colina era más alto, la pelota no sería capaz de rodar sobre ella. Esa es la física clásica. La física cuántica y el concepto de efecto túnel significa que la pelota podría saltar al otro lado de la colina con facilidad o incluso se encuentra dentro de la colina - o en ambos lados de la colina a la vez.

"En la física clásica el átomo no puede saltar sobre una barrera si no tiene suficiente energía para esto", ORNL instrumento científico Alexander Kolesnikov dice Gizmag - Kolesnikov es el autor principal de un artículo que detalla el descubrimiento publicado en la edición del 22 de abril de la revista Physical Review Letters . Pero en el caso del agua berilo-atrapado su equipo estudió, las moléculas de agua actuaron de acuerdo con la cuántica - no clásica - leyes de la física.

"Esto significa que los átomos de oxígeno e hidrógeno de la molécula de agua son" deslocalizada "y por lo tanto presentes simultáneamente en las seis posiciones simétricamente equivalentes en el canal al mismo tiempo", dice Kolesnikov. "Es uno de esos fenómenos que sólo se producen en la mecánica cuántica y no tiene paralelo en nuestra experiencia cotidiana."

Mediante el uso de experimentos de dispersión de neutrones, los investigadores fueron capaces de ver que las moléculas de agua se extienden a sí mismos en dos anillos corrugados, uno dentro del otro. En el centro del anillo, el átomo de hidrógeno, que es un tercio de la molécula de agua, se hizo en seis orientaciones diferentes a la vez. "Túnel entre estas orientaciones significa el átomo de hidrógeno no se encuentra en una posición, pero difuminada en una forma de anillo", dice un informe de la revista de noticias en línea Física .

"Este descubrimiento representa una nueva comprensión fundamental del comportamiento del agua y la forma del agua utiliza la energía", dice el coautor del ORNL Lawrence Anovitz. "También es interesante pensar que esas moléculas de agua en su anillo de aguamarina o esmeralda - variedades azules y verdes de berilo - están soportando la misma túnel cuántico que hemos visto en nuestros experimentos."

Debido a que el equipo de ORNL descubrió esta nueva característica de agua, pero no exactamente por qué y cómo funciona, Anovitz también dice que el hallazgo está seguro de obtener los científicos que trabajan para descubrir el mecanismo que conduce al fenómeno.

Kolesnikov añade que el descubrimiento podría tener implicaciones sitios donde el agua se encuentra en espacios muy reducidos, como en las membranas celulares o dentro de los nanotubos de carbono. El siguiente video de ORNL proporciona más detalles sobre el descubrimiento.

http://www.gizmag.com/fourth-state-of-water/42999/