Ученые разобрались в причинах идеального расположения частиц льда при низких температурах. Оказалось, что этому процессу могут помешать примеси.
Исследователи отметили, что в отличие от большинства других материалов, частицы льда при очень низкой температуре становятся менее упорядоченными. Ученые поставили перед собой задачу теоретически обосновать причины, по которым это происходит, и то, каким образом в лаборатории возможно восстановить порядок. Группа ученых опиралась на относительное малоизвестное, но в то же время фундаментальное свойство очень низкотемпературного льда: ферроэлектричество. Это возникновение спонтанной поляризации в кристалле при определенных температурах.
«В идеально упорядоченном куске льда атомы водорода каждой молекулы воды должны указывать в одном направлении, это можно сравнить с ротой солдат. Вместо этого молекулы воды во льду, даже при очень низкой температуре, могут смотреть в разные стороны», — отметили ученые.
Исследователи объяснили такое поведение молекул примесями — как только они попадают в начальное неравновесное низкотемпературное состояние, они влияют на молекулы, которые находятся перед и сзади них. Этот крайне нетипичный процесс обладает многими характеристиками, которые могут объяснить неполное наступление ферроэлектрического порядка во льду.
«Наше исследование пока ограничено небольшим количеством льда, но этот механизм, видимо, распространяется на все молекулы. В частности, это объясняет давно известную небольшую локальную ферроэлектрическую поляризацию, явление, имеющее отношение к агломерации частиц льда в межзвездном пространстве», — отметили исследователи.
Читайте также
Аборты и наука: что будет с детьми, которых родят
Посмотрите на самые красивые снимки «Хаббла». Что увидел телескоп за 30 лет?
НАСА опубликовало фото Земли с Луны, которое сняли в 1968 году