Чудеса в стакане: о некоторых феноменах воды

Вода — составная часть всего живого, для нас она привычна и вездесуща, но, как показывают научные и околонаучные исследования, знаем мы об этом веществе далеко не все. И речь идет не только об обычных людях, для которых едва ли не главным связанным с водой вопросом   остается выбор между водой водопроводной и бутилированной питьевой под названием «Настоящая вода», но и об ученых – физиках и химиках.

Так, ученые не смогли объяснить явление, подмеченное танганьикским школьником Эрасто Мпемба — кристаллизация горячей смеси для мороженого идет быстрее, чем замерзание холодной смеси.

Учитель физики, к которому юный исследователь обратился с таким вопросом, не принял наблюдения школьника всерьез, посмеявшись над нереальной «физикой Мпембы». Однако явление было экспериментально подтверждено, признано наукой и даже названо в честь любознательного Эрасто, но для объяснения «эффекта Мпембы» ученые не смогли предложить ничего, кроме нескольких гипотез.

Широко известен и ведущийся с давних времен спор о способности воды «запоминать» данные о всех веществах, которые ранее в ней растворялись: сторонники гомеопатии утверждают, что «память воды» существует, их оппоненты говорят о шарлатанстве. В 2002 г. был проведен эксперимент, который вроде бы подтвердил наличие у воды молекулярной памяти, но повторить его не удалось.

Более объясненным считается такой феномен, как сверхохлаждение воды, проявляющееся как отсутствие кристаллизации при справочной температуре замерзания воды. Наблюдается такое явление, если вода очень хорошо очищена (по мнению физиков, в такой воде окружающая среда просто не обеспечивает наличие центров для кристаллизации).

В зависимости от чистоты воды, процесс кристаллизации может запуститься при любой температуре в диапазоне от -1 до -38^оС (при -38^оС  в лед превращается даже самая чистая вода). Отличительная особенность кристаллизации сверхохлажденной воды — моментальное течение процесса.

При дальнейшем снижении температуры проявляются новые феноменальные свойства воды. Так,  на отметке -120 ^oC лед преобразуется в некую вязкую и тягучую инстанцию, а затем (при  -135^oC) снова твердеет, но утрачивает  кристаллическую структуру (воду в этом состоянии называют «стеклянной»).

Непредсказуемо ведет себя чистая вода и при нагревании, не закипая при температуре 100^oC (так называемая «сверхнагретая» вода). Но все рекорды непредсказуемости H₂O побила при проведении исследований на молекулярном уровне. Cногсшибательный квантовый эффект был замечен на скорости одной аттосекунды, когда водапросто изменила свою формулу, превратившись в H_1.5O: направленные на молекулы воды нейтроны «увидели» только 75% от ожидаемого количества протонов водорода.

А сколько еще чудес скрыто в стакане воды?