นั่นคือตอนที่นักวิทยาศาสตร์เริ่มค้นพบวิธีแปลกๆ ของน้ำที่อยู่ต่ำกว่าศูนย์ ซึ่งพบได้ทั่วไปในก้อนเมฆ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่อผู้ตรวจสอบวางแผนว่าความจุความร้อน การอัดตัว และคุณสมบัติอื่นๆ อีกหลายอย่างเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในน้ำที่เย็นยิ่งยวดเมื่ออุณหภูมิของของเหลวลดลงภายใต้ความกดดันปกติ นักวิจัยสังเกตว่าเส้นที่ประมาณค่าหลุดออกจากแผนภูมิที่อุณหภูมิประมาณ –45 องศาเซลเซียส นั่นแสดงว่ามีบางสิ่งที่สำคัญเกิดขึ้นที่อุณหภูมินั้น
น่าเสียดายที่การทำให้น้ำเย็นโดยไม่ตกผลึกนั้นอยู่ไกลเกินเอื้อม
จนถึงปัจจุบัน อุณหภูมิที่เย็นที่สุดที่สังเกตพบน้ำในสถานะของเหลวคือ –42C นั่นเป็นเพียงทางตันในการทดลองที่เรียกร้องการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ ซึ่งสามารถเผยออกมาในลักษณะสโลว์โมชั่นที่นักวิจัยสามารถสังเกตคุณสมบัติของของเหลวที่เย็นจัดก่อนที่จะมีเวลาแข็งตัว
จากแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของอันตรกิริยาของโมเลกุลของน้ำ การจำลองเหล่านี้แสดงให้เห็นโครงสร้างจุลภาคต่างๆ ที่โมเลกุลจะเกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกัน หัวใจของปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลเหล่านี้คือพันธะที่อ่อนแอระหว่างอะตอมของไฮโดรเจนในโมเลกุลของน้ำหนึ่งและอะตอมของออกซิเจนในโมเลกุลอื่น สิ่งที่เรียกว่าพันธะไฮโดรเจนเหล่านี้ส่งผลให้เกิดการรวมกลุ่มของโมเลกุลแบบหลวมๆ ชั่วคราว
เมื่ออุณหภูมิของน้ำลดลงและต่ำกว่าจุดเยือกแข็งปกติ โมเลกุลของน้ำจะรวมตัวกันเป็นกลุ่มที่มีโครงสร้างเป็นทรงจัตุรมุขซึ่งเป็นปิรามิดที่มีฐานเป็นรูปสามเหลี่ยมมากขึ้นเรื่อยๆ ในระดับโมเลกุล จัตุรมุขแต่ละอันประกอบด้วยโมเลกุลน้ำตรงกลางขนาบข้างด้วยโมเลกุลอื่นๆ อีกสี่โมเลกุล
ในทางตรงกันข้าม ของเหลวธรรมดาส่วนใหญ่บรรจุโมเลกุลได้ถึง 12 โมเลกุลรอบๆ โมเลกุลกลางใดๆ ที่กำหนด เพื่อสร้างโครงสร้างที่กะทัดรัดมากขึ้น ซึ่งจะหนาแน่นขึ้นเมื่ออากาศเย็นลง
ตามหลักการแล้ว ความหนาแน่นของน้ำที่เย็นยิ่งยวดผิดปกติ ตลอดจนความซาบซ่านต่ำกว่าศูนย์อื่นๆ บางส่วน เกิดขึ้นจากแนวโน้มที่จะจัดระเบียบตัวเองเป็นรูปทรงสี่หน้าขนาดใหญ่ เนื่องจากการบรรจุแบบ tetrahedral มีความหนาแน่นน้อยกว่าการบรรจุของเหลวที่อุ่นกว่า น้ำจะกินพื้นที่มากขึ้นเมื่อได้รับความเย็น แม้ว่าจะไม่เป็นน้ำแข็งก็ตาม
ในปี 1992 ด้วยวิธีการจำลอง Peter H. Poole
และเพื่อนร่วมงานของเขาในทีมมหาวิทยาลัยบอสตันที่นำโดย Stanley ได้ระบุโครงร่างของโมเลกุลน้ำที่เย็นยิ่งยวดสองรูปแบบ ได้แก่ รูปแบบหรือเฟสที่มีความหนาแน่นสูง และเฟสที่มีความหนาแน่นต่ำ ซึ่งทั้งสองรูปแบบไม่เหมือนกัน ได้รับการสังเกตจากการทดลอง ทั้งสองมีโครงสร้าง tetrahedral แต่คาดว่ารูปแบบความหนาแน่นต่ำจะมีปริมาตรมากกว่ารูปแบบความหนาแน่นสูงถึง 20 เปอร์เซ็นต์
ยิ่งไปกว่านั้น การจำลองยังแสดงชุดของค่าความดันและอุณหภูมิที่เป็นเครื่องหมายของการเปลี่ยนจากขั้นตอนที่มีความหนาแน่นสูงเป็นขั้นตอนที่มีความหนาแน่นต่ำของน้ำที่เย็นยิ่งยวด (SN: 12/5/92, p. 391) สิ่งเหล่านี้เปรียบได้กับจุดเยือกแข็งและจุดเดือด โดยที่เฟสหนึ่งของสสารจะหลีกทางให้กับอีกเฟสหนึ่ง
แนวคิดของของเหลวสองเฟสของน้ำเป็นสิ่งที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง “คุณสมบัติของ [เฟสความหนาแน่นต่ำ] นั้นจะแตกต่างจากน้ำธรรมดาโดยสิ้นเชิง” พูลซึ่งปัจจุบันเป็นมหาวิทยาลัยเซนต์ฟรานซิสซาเวียร์ในเมืองแอนติโกนิช รัฐโนวาสโกเชียกล่าว “มันเป็นของเหลวจากหน่วยเตตระฮีดรัลล้วนๆ มันจะไหลเหมือนกากน้ำตาล”
การเผยแพร่ผลการจำลองในปี 1992 ทำให้เกิดทั้งความตื่นเต้นและความสงสัย ก่อนหน้านี้มีของเหลวที่ผิดปกติอย่างมากเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่แสดงให้เห็นว่ามีเฟสของเหลวมากกว่าหนึ่งเฟส แม้ว่าน้ำจะมีสถานะเป็นผลึกน้ำแข็งมากกว่าหนึ่งโหล
อันที่จริง สถานะของเหลวสองเฟสของน้ำที่อธิบายในการจำลอง อาจสอดคล้องกับน้ำแข็งที่ไม่เป็นผลึกบางรูปแบบ น้ำแข็งที่ไม่เป็นผลึกหรืออสัณฐานมีโครงสร้างโมเลกุลที่ไม่เป็นระเบียบคล้ายกับของน้ำที่เป็นของเหลว น้ำแข็งอสัณฐานอาจเป็นน้ำที่มีมากที่สุดในจักรวาล เป็นที่ทราบกันดีว่าประกอบด้วยน้ำจำนวนมากในดาวหางและเคลือบเม็ดฝุ่นระหว่างดวงดาว
ย้อนกลับไปในปี 1984 การทดลองโดย Osamu Mishima ซึ่งขณะนั้นอยู่ที่สภาวิจัยแห่งชาติแคนาดาในออตตาวา และเพื่อนร่วมงานของเขาได้แสดงให้เห็นว่าน้ำแข็งอสัณฐานชนิดหนึ่งดูเหมือนจะสลับระหว่างสองส่วนที่เป็นของแข็ง
หลังจากการจำลองน้ำของเหลวที่เย็นยิ่งยวดในปี พ.ศ. 2535 นักวิทยาศาสตร์บางคนสันนิษฐานว่าน้ำแข็งอสัณฐานและน้ำที่เย็นยิ่งยวดนั้นโดยพื้นฐานแล้วเป็นสารชนิดเดียวกัน และสภาพแวดล้อม เช่น อุณหภูมิและความดัน เป็นตัวตัดสินว่าวัสดุนั้นเป็นของแข็งหรือของเหลว ถ้าเป็นเช่นนั้น การเปลี่ยนแปลงที่มิชิมะสังเกตเห็นระหว่างเฟสน้ำแข็งอสัณฐานก็อาจเกิดขึ้นในน้ำที่เย็นจัดเช่นกัน
น้ำที่เย็นยิ่งยวดที่อุณหภูมิและความดันบางอย่างอาจเป็นส่วนผสมของของเหลวสองเฟส ในทำนองเดียวกัน แม้ว่าน้ำธรรมดาจะแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วระหว่างเฟสของของเหลวและไอ ซึ่งเห็นได้ชัดเจนเมื่อน้ำเดือด ความแตกต่างอย่างชัดเจนนั้นจะหายไปหลังจากอุณหภูมิและความดันที่เรียกว่าจุดวิกฤต ที่นั่นน้ำกลายเป็นส่วนผสมของของเหลวและไอที่ต่างกัน ส่วนผสมนั้นมีคุณสมบัติค่อนข้างแตกต่างจากแต่ละขั้นตอน ดังนั้น นักวิจัยบางคนสันนิษฐานว่าส่วนผสมของของเหลวสองเฟสที่เสนอของน้ำซุปเปอร์คูลดังกล่าวอาจอธิบายคุณสมบัติที่แปลกประหลาดบางอย่างของของเหลวเป็นอย่างน้อย
credit : partyservicedallas.com
veslebrorserdeg.com
3gsauron.com
thebeckybug.com
thedebutantesnyc.com
antonyberkman.com
welldonerecords.com
prestamosyfinanciacion.com
nwiptcruisers.com
paleteriaprincesa.com
dessert-noir.com
