Такая разная вода

Швейцарские учёные впервые в истории смогли разделить воду на две разные жидкости, состоящие из двух типов молекул воды. Методика этого процесса отражена в журнале Nature Communications.

Физики научились ставить кипящую воду «на паузу» при помощи лазера.

«Мы показали, что реакции с участием параводы идут на 25% быстрее, чем с ортоводой, что связано с тем, как спин ядра атомов водорода влияет на вращение всей молекулы. Это очень важно, так как без полного контроля и понимания того, как ведут себя молекулы во время реакций, мы не сможем раскрыть механизмы, управляющие их ходом», – заявил Штефан Виллич из университета Базеля (Швейцария).

Пространственная структура и некоторые физические свойства молекул воды зависят от спина атомов водорода. Если спин у обоих атомов одинаковый, такая молекула называется параводой, если они противоположны – ортоводой. Точные различия между ними пока не известны, однако в 2002 году российские физики показали, что ортовода конденсируется хуже, чем паравода.

Законы квантовой механики запрещают прямое превращение одной формы воды в другую, поэтому в любом стакане с жидкостью должны одновременно присутствовать обособленные группы и пара-, и ортоводы. Тем не менее первые же опыты показали, что разделить их невозможно, так как некоторые взаимодействия между молекулами воды, характер которых пока не ясен, иногда заставляют их менять спин атомов водорода.

Виллич и его коллеги впервые смогли решить эту, казалось, невозможную задачу, охладив воду до температуры, близкой к абсолютному нулю, и заставив молекулы пара- и ортоводы самостоятельно разделиться на два лагеря, не соприкасающиеся друг с другом.

Этого удалось добиться, превратив воду в своеобразный пар – чрезвычайно разреженную смесь молекул воды и атомов аргона, не застывающую даже при сверхнизких температурах. Подготовив достаточное количество этой смеси, учёные пропустили её через мощный генератор электростатических полей. Она разделилась на два узких потока молекул, один из которых состоял только из параводы, а второй – только из ортоводы.

Потоки врезались в облачко другого газа, состоявшего из ионов кальция и диазенилия – непрочного соединения двух атомов азота и одного атома водорода. Диазенилий, даже при сверхнизких температурах активно взаимодействующий с водой, отдавая ей лишний водород, стал одним из первых межзвёздных химических соединений, открытых астрономами в космосе в последние 50 лет.

Обстреливая это облако и потоки лучами ультрафиолета, учёные смогли проследить за тем, как обе формы воды взаимодействуют с диазенилием, и раскрыть несколько интересных свойств пара- и ортоводы. К примеру, выяснилось, что паравода заметно быстрее и активнее вступает в реакции с молекулами N2H, что говорит о существенных различиях в их «поведении» и химических взаимодействиях.

Дальнейшие эксперименты с «чистыми» версиями воды, как надеются учёные, помогут также выявить иные различия между ними и понять, почему пропорции пара- и ортоводы на Земле отличаются от тех значений, которые вычислены для других звёздных систем. Всё это, в свою очередь, может оказаться критически важным для раскрытия истории формирования планеты и зарождения жизни.

• Расскажите об этом своим друзьям!

• Певица Алсу согласна после смерти передать свои органы для трансплантации
  
  Певица Алсу неожиданно заявила, что не будет против, если после смерти её органы будут изъяты и пересажены нуждающимся в этом людям.
• Певица Шер призналась, что лишилась невинности ради мести
  
  Американская певица Шер призналась, что потеряла девственность в 14 лет ради мести. Отрывок из её мемуаров «Шер: Мемуары, часть первая» приводит The Independent.
• Михаил Боярский о продолжении карьеры: «Не откажусь от того, что по силам ещё»
  
  Актёр Михаил Боярский признался в шоу «Секрет на миллион», что ему очень хочется завершить карьеру. Артист считает, что нельзя далеко уехать на «карете прошлого».
• Лариса Долина ради красивой фигуры голодает по 20 часов
  
  Певица Лариса Долина всегда тщательно следит за своим внешним видом, и особенно – за весом. Артистка признаётся, что любит поесть, но вынуждена себя ограничивать.
• Наталья Фатеева уже десять лет не платит за капремонт
  
  Актриса Наталья Фатеева пожаловалась в беседе с mk.ru, что коммунальщики «пристают» к ней с платежами за капитальный ремонт. Причем, в платежках каждый раз указана разная сумма.
• Пенсионер смог вернуть себе украденные мошенниками деньги
  
  Пожилой пермяк вернул деньги, украденные дистанционными мошенниками. Мужчина обратился в надзорное ведомство, которая через суд добилась возврата суммы неосновательного обогащения.
• Андрей Макаревич* избавился от имущества в России
  
  У лидера музыкальной группы «Машина времени» Андрея Макаревича*, уехавшего из России, не осталось имущества на территории страны. Об этом журналистам сообщил представитель музыканта Антон Чернин.
• Киркоров потребовал убрать «профурсетку с бриллиантом» Ивлееву из новогоднего шоу на ТНТ
  
  Народный артист России Филипп Киркоров потребовал убрать блогершу Анастасию Ивлееву из новогоднего шоу на ТНТ. Об этом он рассказал на своей странице в соцсети.
• Лидия Федосеева-Шукшина с трудом ходит и жалуется на сильные боли
  
  Накануне актриса Лидия Федосеева-Шукшина в Таганском суде столицы давала показания по делу об авторских правах на наследие мужа – писателя Василия Шукшина. А после заседания немного пообщалась с журналистами.
• Борис Щербаков готовится к выписке из больницы после серьёзной операции
  
  Восстанавливающийся после сложной операции на челюсти 75-летний актер Борис Щербаков сможет встретить Новый год дома – его планируют отпустить домой уже на следующей неделе.
• Ольга Бузова пожаловалась на отсутствие хороших свиданий
  
  Певица Ольга Бузова пожаловалась на шоу «Тема» для RU.TV, что все её свидания в 2024 году не увенчались успехом.
• Юрист по ЖКХ назвал коммунальные платежи, от которых можно отказаться
  
  Люди, которые живут в многоквартирных домах, могут не оплачивать некоторые дополнительные услуги, если они не были согласованы и прописаны в договоре с управляющей компанией. Речь идёт о радиоточках, общедомовой антенне, страховании жилья и диспетчеризации.
• Сибирячке сделали новую челюсть из кости ноги
  
  Пациентке была проведена сложная хирургическая операция по реконструкции нижней челюсти. Врачи использовали фрагмент кости, взятый с ноги женщины.
• Уголок шахматиста. Гукеш Доммараджу – чемпион мира!
  
  В Сингапуре завершился матч за шахматную корону между Дин Лижэнем (Китай) и Гукешем Доммараджу (Индия), и, как вы уже наверняка знаете, его победителем стал 18-летний индийский шахматист. Он сумел выиграть последнюю, 14-ю партию и набрать желанные 7,5 очка, в то время как по ходу борьбы ничто этого не предвещало.
• В России начался отбор пациентов для испытания первой онковакцины
  
  Начался отбор кандидатов для участия в клиническом исследовании российской вакцины от рака, сообщил главный внештатный онколог Минздрава России, хирург, академик РАН Андрей Каприн в Telegram-канале.
• Покойная жена отправила подарок мужу через Тайного Санту
  
  В штате Айдахо, США, мужчина получил подарок в игре Тайный Санта и неожиданно узнал, что его сделала его покойная жена.
• Подстреленный медведь упал с дерева на охотника
  
  В США подстреленный медведь упал с дерева на одного из охотников, мужчина умер из-за полученных травм через несколько дней.
• Работодатели стали менее охотно поднимать зарплаты россиянам
  
  В 2024 году работодатели в России стали менее охотно повышать заработную плату своим сотрудникам. Согласно информации, предоставленной платформой онлайн-рекрутинга hh.ru, доля компаний, которые увеличили оклады работникам, составила 58%. Для сравнения: в предыдущем году этот показатель был выше и достигал 68%.
• Ученые «Вектора» ведут работу над вакциной от ВИЧ
  
  Российские ученые из Государственного научного центра «Вектор» Роспотребнадзора активно работают над созданием вакцины против ВИЧ.
• Рождественские сюрпризы
  
  Новая подборка интересных фактов со всего света с комментариями нашего обозревателя.