Sciencemag.cz
Doporučujeme
Experiment prováděný pomocí rozptylu neutronů a následných výpočtů ukázal, že voda může být delokalizovaná, molekuly se nacházejí „na více místech najednou“. Je to poprvé, kdy bylo podobné chování vyplývající z kvantové mechaniky zaznamenáno u objektu této velikosti – dosud se delokalizace tohoto typu podařilo demonstrovat pouze u atomů vodíku.
Objev je dílem vědců z Oak Ridge National Laboratory (spadá pod americké ministerstvo energetiky) a britské Rutherford Appleton Laboratory. Umožněn byl pouze velmi pokročilým přístrojovým vybavením těchto institucí. Výsledky byly popsány ve Physical Review Letters.
Tunelování znamená delokalizaci, která umožňuje částici dostat se také přes potenciálovou bariéru („přelézt přes zeď“ – protože částečně na druhé straně „už je“). Popsané chování molekul vody bylo zaznamenáno v minerálu berylu, a to v uzavřených, od okolí izolovaných kanálcích o velikosti asi 5 angstromů (angstrom, 1/10 miliardtiny metru, 1 na -10 m, je řádově průměr atomu). Molekula vody se zde nacházela ve všech šesti symetrických místech současně, vyplňovala tedy vlastně celý šestiúhelník kanálku a měla jeho tvar. Jedná se o kvantový jev, který jinak v naší každodenní zkušenosti nemá obdobu.
Podle vědců by tunelování vody mohlo hrát roli v jejích vlastnostech ve speciálních izolovaných a miniaturních prostředích, třeba v buněčných membránách nebo v kanálcích na rozhraní dvou hornin. A samozřejmě i v umělých systémech, jako jsou uhlíkové nanotrubičky, takže uvedený objev může mít také technologické využití. Delokalizovaná forma vody má oproti „klasické molekule“, ať už v jakémkoliv skupenství, za dané teploty až o 30 % nižší kinetickou energii.
Podle autorů výzkumu je hezká také představa, že tunelování možná nastává přímo před našima očima. Beryl se totiž využívá ve šperkařství, jeho modrou formou je akvamarín, zelenou pak smaragd. Tedy s výhradou, že stávající pozorování se prozatím podařilo uskutečnit jen za nízkých teplot.
Zdroj: Phys.org
