Прошло исследование: подтверждена гипотеза о двух жидких состояниях воды

Международная группа учёных впервые подтвердила на молекулярном уровне существование двух различных состояний жидкой воды, отличающихся по плотности, и установила, что эти состояния постоянно переходят друг в друга. Это открытие представляет собой подтверждение гипотезы, которая обсуждалась в научном сообществе на протяжении последних трёх десятилетий.

Физико-химики Сяо Чэн Цзэн и Ливэнь Ли, работающие в Городском университете Гонконга, использовали метод машинного обучения без учителя для анализа данных объёмного моделирования, включающего сотни тысяч молекул воды. Объём данных был настолько значительным, что их ручная обработка заняла бы около десяти лет, однако применение нейросети позволило сократить этот срок до полутора лет. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Physics.

Проведённый анализ выявил алгоритмы перехода между двумя состояниями воды, которые обычно происходят через один энергетический барьер. Однако при температурах, близких к нулю градусов Цельсия, молекулы перестраиваются более сложным образом, преодолевая несколько энергетических препятствий.

Новые данные объясняют аномальные свойства воды, такие как её расширение при замерзании и изменение вязкости под воздействием давления. Эксперты планируют продолжить исследования, направленные на изучение взаимосвязи между обнаруженными процессами и такими характеристиками жидкости, как плотность, температура и текучесть.

Практическое значение данного исследования для биологии и фармацевтики является значительным. Более точные модели взаимодействия белков, солей и лекарственных соединений в водных растворах могут способствовать улучшению понимания механизмов биологических процессов и разработке новых медицинских препаратов.