Рекордно мелкие кристаллы льда прояснили фазовую диаграмму воды

Физики изучили таяние самых маленьких из известных на сегодняшний день кристаллов льда. В результате ученым удалось построить фазовую диаграмму воды, зависящую от количества воды, которое участвует в преобразованиях. Статья ученых появилась в журнале Physical Review Letters, а краткое изложение результатов приводится на сайте Американского физического общества.

В рамках работы ученые использовали мельчайшие ледяные кластеры, которые содержали 48 и 118 молекул воды. К каждому кластеру был добавлен лишний электрон. Наблюдения за количеством атомов в "льдинке" велись при помощи спектроскопии.

Для контроля температуры кластера ученые использовали лазерный импульс, который переводил электрон в возбужденное состояние. Спустя примерно 200 фемтосекунд (10^-15 секунды) электрон терял энергию и излучал фотон. Анализ полученного излучения позволял определить температуру кластера.

Собрав полученные данные, физики смогли составить самую точную на сегодняшний день фазовую диаграмму состояний воды в зависимости от ее количества. Кроме этого, ученым удалось обнаружить давно предсказанную теоретически закономерность: температура плавления льда уменьшается с ростом размера кластеров.

Недавно ученым при помощи медленной съемки удалось объяснить размеры дождевых капель. Оказалось, что крупные капли "самоуничтожаются" из-за сопротивления воздуха. Ранее предполагалось, что большие капли влаги разрушаются из-за столкновений.