Исследователи из Стокгольмского университета с помощью рентгеновских лазеров обнаружили критическую точку в переохлаждённой воде при температуре около −63?°C и давлении 1000 атмосфер. Это открытие помогает объяснить необычные свойства воды, которые отличают её от большинства других жидкостей.

Вода обладает уникальными свойствами: её плотность, теплоёмкость, вязкость и способность к сжатию ведут себя иначе, чем у обычных жидкостей. Например, вода достигает максимальной плотности при 4?°C, а при дальнейшем охлаждении начинает расширяться. Эти аномалии долгое время оставались загадкой для учёных.

С помощью ультракоротких рентгеновских импульсов исследователи смогли наблюдать переход воды между двумя жидкими фазами до её замерзания. Профессор химической физики Андерс Нильссон отметил, что существование критической точки объясняет многие необычные свойства воды: на этом этапе она колеблется между двумя фазами, что приводит к нестабильности и флуктуациям.

Вода может существовать в двух макроскопических жидких фазах, различающихся типами межмолекулярных связей. При повышении температуры или снижении давления различия между фазами исчезают, остаётся единая фаза. Это состояние нестабильно и влияет на свойства воды даже при обычных условиях.

Исследование также показало, что динамика системы замедляется при приближении к критической точке, создавая эффект, который исследователи сравнивают с «чёрной дырой» для молекул. Работа открывает новые возможности для изучения воды и её влиянии на природные процессы.

Учёные подчёркивают, что вода остаётся единственной сверхкритической жидкостью при обычных условиях, где возможна жизнь, что может быть ключом к пониманию её уникальной роли в биологических, химических и климатических процессах.