Cercetătorii de la Universitatea din California, San Diego au demonstrat că apa poate exista în două faze lichide distincte în condiții de presiune extremă și temperaturi scăzute.
Această proprietate, teoretizată în urmă cu trei decenii, a fost acum confirmată prin intermediul unor simulări moleculare avansate care combină inteligența artificială cu principiile mecanicii cuantice.
Apa este cunoscută pentru caracteristicile sale particulare, fiind una dintre puținele substanțe care există simultan în natură în stare solidă, lichidă și gazoasă.
Sub conducerea profesorului Francesco Paesani, specialiștii au dezvoltat modele computaționale sofisticate care au permis studierea detaliată a comportamentului molecular al apei în condiții extreme.
Modelul computațional MB-pol, bazat pe calcule mecanico-cuantice și antrenat prin învățare automată, a permis observarea fenomenului de separare a apei în două faze lichide cu densități diferite.
Procesul de simulare a necesitat aproximativ doi ani de calcule continue
Acest model descompune energia sistemului în contribuții individuale și generează simulări precise ale comportamentului apei în diverse stări de agregare.
Procesul de simulare a necesitat aproximativ doi ani de calcule continue pe supercomputere performante, inclusiv sistemul Expanse de la Centrul de Supercomputere San Diego.
Complexitatea acestor calcule este evidențiată de faptul că simulările mecanico-cuantice tradiționale pot analiza doar cinci sau șase molecule de apă, în timp ce noua metodă permite simulări extinse la scară microsecundă.
Fenomenul descoperit indică că, la anumite valori de temperatură și presiune, apa atinge un punct critic în care își pierde omogenitatea caracteristică și începe să oscileze între faze cu densitate diferită, scrie incredibilia.ro.
Sub presiunea specifică, apa rămâne în faza cu densitate redusă, iar peste acest nivel se transformă complet în faza cu densitate ridicată.
Deși această descoperire necesită încă validare experimentală, ea reprezintă un progres semnificativ în înțelegerea proprietăților fundamentale ale apei și poate avea implicații importante pentru dezvoltarea științei materialelor, nanotehnologiei și studiilor climatice.
Comentează