چهارمین حالت عجیب آب کشف شد

شما میدانید که آب میتواند سه حالت داشته باشد : جامد ، مایع و گاز . اما دانمشندان آزمایشگاه ملی oak ridge (ORNL ) فهمیده اند که وقتی در شرایط سخت و محیط های کوچک قرار بگیرد ، این مایع حیات میتواند حالت چهارمی هم داشته   باشد به نام تونل سازی . این گونه آب در کانال های شش وجهه ی خیلی کوچکی در بین سنگ های معدنی بزادی کشف شد ، که پایه ی یاقوت ها و زمرد هاست . اندازه ی  این کانال تنها به اندازه ی 5 اتم است و ساختارش اساسا مانند قفسی است که میتواند هر مولکول آب را گیر بیندازد .  چیزی که محققان فهمیدند این بود که در این فضای به شدت تنگ ، مولکول آب به صورتی دیده میشود که معمولا میتوان این ویژگی ها را در سطح کوانتمی کوچکتری دید به نام تونل سازی .
اساسا تونل سازی کوانتوم به این معنی است که یک ذره ، یا در این مورد یک مولکول میتواند بر یک مرز غلبه کند و همزمان در هر دو سمت آن باشد - یا جایی آن وسط . به این فکر کنید که یک توپ را در یک سمت تپه پایین میدهید و از یک سمت دیگر بالا . دومین تپه یک مرز است و توپ تنها انرژی کافی برای بالا رفتن تا حدی را دارد که از اول انداخته شده بود . اگر تپه ی دوم بلند تر باشد ، توپ نمیتواند روی آن قل بخورد . این فیزیک کلاسیک است . فیزیک کوانتوم و مفهوم تونل سازی یعنی توپ میتواند به  آسانی به سمت دیگر تپه جهش کند یا حتی داخل آن پیدا شود - یا حتی همزمان هر دو سمت تپه باشد .  الکساندر کولسنیکف ، یکی از دانشمندان ORNL به گیزمگ میگوید " در فیزیک کلاسیک اتم نمیتواند از یک مرز بپرد اگر انرژی کافی نداشته باشد . " او مولف اول مطلبی است که این کشف را توضیح میدهد و در 22 آوریل در قسمت نقد های فیزیکی این مطلب را منتشر میکند . اما در مورد آب گیر کرده در بزادی ، مولکول های آب بر اساس فیزیک کوانتوم عمل کردند ، نه کلاسیک . کولسنیکف میگوید " یعنی اتم های اکسیژن و هیدروژن مولکول های آب جابه جا شده و بنابراین میتوانند به طور همزمان در شش وضعیت مختلف در کانال قرار بگیرند . این یکی از آن پدیده هایی است که در کوانتوم اتفاق می افتد و مورد مشابهی در زندگی روزانه ندارد . " با استفاده از آزمایش های شکاف نوترون ، محققان قادر بودند تا مولکول های آب را ببینند که خودشان را در دو حلقه ی موج دار گسترش دهند ،یکی داخل دیگری . در مرکز این حلقه ، اتم هیدروژن که یک سوم مولکول آب است ، 6 جهت مختلف به صورت همزمان گرفت . او در گزارشی در ژورنال خبری فیزیک میگوید " تونل سازی در این جهت ها یعنی اتم هیدروژن در یک مکان قرار نگرفته است . اما به شکل حلقه در میاید . "
دومین مولف ORNL لارنس آنوویتز میگوید " این کشف فهم ساختاری جدیدی از رفتار آب و استفاده آب از انرژی را به ما میدهد . همچنین خیلی جالب است وقتی فکر میکنیم که در حلقه ی زمرد یا گوشنیت شما مولکول آب وجود دارد - گونه های مختلف سبز و آبی - که در همان تونل سازی کوانتومی که در آزمایش ها دیدیم قرار دارند .تیم ORNL این وجه جدید آب را کشف کرد اما نمیداند که چرا اینطور کار میکند و چرا ؛ آنوویتز همچنین میگوید که یافته ها باعث میشود که دانشمندان تلاش کرده و مکانیزم این پدیده را پیدا کنند . کولسنیکف میگوید که این پدیده میتواند هرجا که آب در مکان های تنگی مانند سلول یا داخل لوله های نانوی کربن پیدا میشود عمل کند .