aA
„Vanduo užšąla 0 Celsijaus laipsnių temperatūroje“ – taip mus moko nuo pat pirmųjų gamtos pažinimo pamokėlių. Ir su tuo sunku ginčytis. Bet mokslininkų tokie teiginiai iki galo neįtikina ir jie nori netgi tokius savaime suprantamus teiginius patikrinti. Ir jiems tai sekasi visai neblogai.
© Shutterstock

Fizikams pirmą kartą pavyko atšaldyti vandens lašelius iki −42,55 °C, o tai daugiau nei vienu laipsniu žemesnė temperatūra už ankstesnį rekordą. Šaldoma buvo vakuuminio sparčiojo garinimo metodu, o temperatūra nustatoma iš kombinuoto šviesos išsklaidymo duomenų, remiantis lašelių dydžiu, praneša mokslininkai Physical Review Letters.

Šaldant vandenį, jis gali likti skystas, nors jo temperatūra gerokai mažesnė už lydymosi temperatūrą (tai yra, nulį Celsijaus laipsnių). Toks vanduo vadinamas peršaldytu ir norint jį gauti, reikia pasistengti, kad nebūtų kristalizacijos centrų. Peršaldyti vandenį daugiau nei keliais laipsniais gan sudėtinga, tad visi tokių bandymų pasiekti žemiausią skysto vandens temperatūrą rekordai pasiekti, naudojant itin švarius mikrolašelius, kurie nesiliečia su jokiu kietu paviršiumi.

Iki šiol žemiausia temperatūra, kurioje vandens mikrolašelių skysta būsena patikimai nustatyta, buvo −41 °C (verta paminėti, kad iki −39 °C peršaldyti vandens lašeliai randami ir gamtoje, viršutiniuose atmosferos sluoksniuose). Remiantis teorine analizė ir kompiuteriniu modeliavimu, minimali temperatūra, kurioje vanduo gali būti metastabilios skystos būsenos, yra maždaug −45 °C. Dar žemesnėje temperatūroje peršaldyta būsena yra jau nebestabili.

Robert E. Grisenti iš Gėtės vardo Frankfurto universiteto vadovaujamas fizikų iš Vokietijos, Prancūzijos, Ispanijos ir Italijos kolektyvas pasiūlė mikrolašelių peršaldymui naudoti sparčiojo garinimo vakuume metodą. Pagrindinis tokio metodo trūkumas – sunku tiksliai išmatuoti temperatūrą. Šią problemą darbo autoriai pasiūlė išspręsti kombinuoto šviesos išsklaidymo (Ramano išsklaidymo) metodu.

Išmatavus Ramano dažnio piko poslinkį, galima labai tiksliai nustatyti lašelių dydžio pasiskirstymą sraute, o remiantis juo, paskaičiuoti masės sumažėjimą dėl garavimo, o iš to — lašelio temperatūrą. Mokslininkų vertinimu, tokio metodo tikslumas yra apie 0,5 °C.

Tokiu būdu mokslininkams pavyko atšaldyti lašelius, kurių pradinis dydis buvo ~6,3 µm, iki −42,55 °C temperatūros, o tai, netgi atsižvelgiant į gan didelę paklaidą, daugiau nei vienu laipsniu žemesnė temperatūra, nei ankstesnis rekordas, nustatytas patikimu matavimo metodu. Darbo autoriai pažymi, kad viename iš darbų jau rašė apie netgi didesnių lašelių peršaldymą iki tokios temperatūros„ tačiau veikiausiai, ankstesnio tyrimo autoriai neatsižvelgė į lašelių įkaitimą dėl šviesos poveikio. Šiame darbe pasiūlyto matavimo metodo patikimumą dar reikės patikrinti.

Mokslininkai praneša, kad pasiūlytu metodu iki gan žemos temperatūros galima atšaldyti ir stambesnius lašelius. Be to, kombinacinio šviesos išsklaidymo metodu tuo pat metu galima stebėti ne tik lašelių dydį, bet ir deguonies bei vandenilio ryšio būseną molekulėje ir vandenilinius ryšius tarp molekulių. Remdamiesi gautais duomenimis, mokslininkai tikisi ateityje gauti informaciją apie vandenilinių ryšių struktūros pasikeitimus vandenyje, peršaldytame iki kritiškai žemų temperatūrų. Tyrimo autorių žodžiais tariant, darbo rezultatai padės detaliau ištirti procesus vykstančius, kristalizuojantis ledui atmosferoje ir sukurti patikimesnius klimato modelius.

Kadangi ledo iš peršaldyto vandens kristalizuojasi labai dideliu greičiu, tokį procesą tyrinėti eksperimentiškai ganėtinai sudėtinga. Norėdami stebėti kristalizacijos frontą, mokslininkai trumpais lazerio impulsais apšvietė pusiau sunkų vandenį. Tokiu metodu JAV fizikai aprašė ledo kristalizaciją iš vandens, peršaldyto iki nuo −90 °C iki −10 °C ir parodė, kad kristalų augimo greitis skirtingose temperatūrose gali skirtis 100 milijardų kartų (11 skaičiaus dydžio eilių).

A. Dubov

nplus1.ru

Parašykite savo nuomonę
arba diskutuokite anonimiškai čia
Skelbdami savo nuomonę, Jūs sutinkate su taisyklėmis
Rodyti diskusiją Rodyti diskusiją

Kokio ūgio vyrai moterims patinka labiausiai? Mokslininkų išvados patiks ne visiems

Kad ir kaip aktyviai tai neigtume, žmonės partnerių vis dar ieško pagal išvaizdą. Charakterio...

Šie kosmoso klajūnai jau ne kartą pražudė gyvybę Žemėje (9)

Tarp didžiųjų planetų skrajojantys asteroidai vadinami kentaurais. Kartais aplinkinių kūnų,...

Aukcione bus parduodamas didžiausias į Žemę kada nors atskridęs Mėnulio akmuo

Aukciono Bostone organizatoriai teigia parduodantys didžiausią kada nors į Žemę atskridusį...

Ieškoti nežemiškos gyvybės trukdo ledo smaigai (2)

Jupiterio palydovas Europa laikomas viena tikėtiniausių vietų aptikti nežemišką gyvybę...

Pagaliau aptikta išsėtinę sklerozę sukelianti molekulė (2)

Imuninė sistema įprastai kovoja su įsibrovėliais – bakterijomis ir virusais. Sergant išsėtine...

Top naujienos

Dr. Kjellas Nordstromas: tai, kas šiuo metu vyksta, pasaulį pakeis negrįžtamai (97)

Pasaulis, kuriame nebeįmanoma nieko prognozuoti. Toks, kuriame viskas skaitmenizuojama, o tada –...

Prieš dešimtmetį šlovės spinduliuose maudęsis Vitalijus Autukas: nežinau, kas būtų, jei būčiau likęs Lietuvoje (55)

Vitalijus Autukas – atrodytų, tokia girdėta ir taip gerai pažįstama pavardė, tačiau mintyse...

Šimonytė: čia dar vienas „rekordinis“ biudžetas (42)

Vyriausybė antradienį pritarė kitų metų valstybės ir savivaldybių biudžeto projektui, kuris,...

Orai: permainos ne už kalnų

Jei praėjusią savaitę rudeninę striukę ar paltą įdienojus dažnam teko nešti rankose, tai...

Gentvilas siunta dėl Šimašiaus kuriamo komiteto: nebevaidinkite, kad su mumis kuriate liberalią visuomenę (104)

Vilniaus meras, vienas liberalų sąjūdžio lyderių Remigijus Šimašius pranešė, kad sieks...

11 mitų apie sveiką mitybą: kai kurių taisyklių laikomės visiškai be reikalo (15)

Minint Pasaulinę maisto dieną pats metas išsklaidyti sveikos mitybos mitus ir pradėti mėgautis...

Jolanta Blažytė: apie santykius su buvusiu vyru ir ką reiškia būti labai turtinga moterimi (59)

Viena įtakingiausių Lietuvos verslininkių Jolanta Blažytė pasakoja, kad verslą kūrė, nes buvo...

„Žalgirio“ lyderiu greitai tapęs naujokas labiausiai laukia toliašaudės artilerijos protrūkio specialiai Krepsinis.lt iš Stambulo (5)

Kauno „Žalgiriui“ sezonas Eurolygoje prasidėjo skaudžiu pralaimėjimu namuose prieš Vitorijos...

Vengdami mokesčių už stovėjimą, vairuotojai ėmėsi radikalių kovos priemonių (188)

Vilniuje vis augant mokamų stovėjimo vietų skaičiui, į darbus automobiliais važiuojantys ir jų...

Du Griezmanno įvarčiai paguldė ant menčių futbolo grandų dvikovoje pirmavusius vokiečius (1)

Po vokiečių pirmojo įvarčio atsitiesusi Prancūzijos rinktinė UEFA Tautų lygos rungtynėse...