Yıllardır yanlış biliyormuşuz: Suyun içinden bambaşka bir şey çıktı Sözcü Gazetesi

Yüzyılı aşkın süredir fizikçiler, suyun neden soğuduğunda genişlediğini ve 4 °C'de maksimum yoğunluğa ulaştığını anlamaya çalışıyordu. Stockholm Üniversitesi'nden araştırmacılar, aşırı soğutulmuş suyun derinliklerinde saklanan "sıvı-sıvı kritik noktasını" belirleyerek bu anomaliyi bilimsel bir temele oturttular.

Fizikçiler on yıllardır suyun, bilinen klasik kritik noktasının (374 °C) yanı sıra, negatif sıcaklıklar bölgesinde ikinci bir kritik noktaya sahip olduğunu iddia ediyordu. Su, "süper soğuma" (donma noktasının altında sıvı kalma) durumunda anında kristalleştiği için bu noktayı gözlemlemek şimdiye kadar imkansızdı.

Keşfin anahtarı, Güney Kore'deki Pohang Hızlandırıcı Laboratuvarı'nda (PAL) bulunan dördüncü nesil X-ışını lazeri PAL-XFEL oldu. Bu cihaz, o kadar kısa süreli X-ışını darbeleri üretiyor ki, suyun moleküler yapısı kristalleşmeye vakit bulamadan "femtosaniyeler" içinde görüntülenebiliyor.

Proje koordinatörü Prof. Dr. Anders Nilsson durumu şöyle özetliyor: "Buz oluşmadan önce inanılmaz hızlarda radyasyon kullanarak, yeni bir kritik durumun ortaya çıkışını gözlemlemeyi başardık.

Araştırma, suyun aslında iki farklı sıvı fazın karışımı olduğunu doğruluyor:

Düşük Yoğunluklu Faz: Daha açık, tetraedrik (dört yüzlü) bir moleküler ağ yapısı.

Yüksek Yoğunluklu Faz: Moleküllerin birbirine daha yakın istiflendiği kompakt bir yapı.

Yaklaşık -63 °C ve 1000 atmosfer basınçta, bu iki yapı arasındaki farklar kayboluyor ve moleküler dalgalanmalar devasa boyutlara ulaşıyor. Araştırmacı Robin Tyburski'nin ifadesiyle; bu noktaya girmek bir "kara deliğe" girmek kadar kaçınılmaz bir moleküler yavaşlamaya neden oluyor.

Bu keşfin en büyüleyici yanı, aşırı koşullarda gerçekleşen bu dalgalanmaların oda sıcaklığındaki suyu bile etkilemesi. İçtiğimiz su ve okyanuslar, aslında bu gizli kritik noktanın etkisi altında bulunan "süperkritik" bir rejimde bulunuyor.

Suyun bu benzersiz flüktüasyonları, proteinlerin katlanmasından hücre içi kimyaya kadar yaşamı mümkün kılan özelliklerin asıl kaynağı olabilir.

Bu keşif sadece temel fizik için bir zafer değil; aynı zamanda iklim biliminden jeolojiye kadar geniş bir yelpazeyi etkileme potansiyeline sahip. Derin deniz akıntılarını anlamak, düşük sıcaklıktaki biyolojik süreçleri çözmek ve hatta güneş sistemindeki diğer gök cisimlerinde suyun davranışını tahmin etmek artık bu yeni "harita" sayesinde mümkün olacak.