Bilim insanları, suyun uzun süredir şüphe edilen gizli bir özelliğini nihayet ortaya çıkardı.
Stockholm Üniversitesi araştırmacıları, gelişmiş X-ışını lazerleri kullanarak suyun aşırı soğutulduğu koşullarda ortaya çıkan bir kritik noktayı gözlemledi. Bulgular, saygın bilim dergisi Science’ta yayımlandı.
Bu kritik nokta, yaklaşık -63 derece sıcaklık ve 1000 atmosfer basınç altında oluşuyor. Ancak araştırmacılara göre bu gizli durum, yalnızca ekstrem koşullarda değil, günlük hayatta da suyun davranışlarını etkiliyor.
SU NEDEN “NORMAL” DAVRANMIYOR?
Su, dünyada en yaygın ve yaşam için vazgeçilmez maddelerden biri olmasına rağmen, diğer sıvılardan oldukça farklı davranıyor. Yoğunluk, ısı kapasitesi, viskozite ve sıkıştırılabilirlik gibi özellikleri, sıcaklık ve basınca karşı alışılmışın tersine tepki veriyor.
Normalde maddeler soğudukça büzülür ve yoğunlukları artar. Bu durumda suyun en yoğun halinin donduğu an olması beklenirdi. Ancak gerçek tam tersidir:
Buz suyun üzerinde yüzer ve sıvı su en yoğun haline 4°C’de ulaşır. Bu yüzden göllerde ve denizlerde soğuk su dipte, daha sıcak su ise üstte kalır.
4 derecenin altına inildiğinde ise su yeniden genleşmeye başlar. Saf su, donmadan önce daha da soğutulabilirse bu genleşme hızlanır. Aynı şekilde sıkıştırılabilirlik ve ısı kapasitesi gibi özellikler de giderek daha sıra dışı hale gelir.
DONMADAN ÖNCE GÖRÜNTÜLENDİ
Bilim insanları bu gizemi çözmek için Güney Kore’deki ileri teknoloji X-ışını lazerlerini kullandı. Bu ultra hızlı lazerler sayesinde suyun donmadan hemen önceki hali gözlemlenebildi.
Araştırmacılar, bu sayede suyun iki farklı sıvı form arasında geçiş yaptığı bir yapıdan, tek bir faza dönüştüğü kritik noktayı doğrudan gözlemlediklerini açıkladı.
SUYUN ASLINDA İKİ FARKLI SIVI HALİ VAR
Çalışmaya göre su, düşük sıcaklık ve yüksek basınç altında iki farklı sıvı formda bulunabiliyor. Bu iki form, moleküler bağ yapıları açısından birbirinden farklı.
Kritik noktaya yaklaşıldığında ise bu iki yapı birleşerek tek bir hale geliyor. Bu noktaya yakın bölgede su son derece kararsız hale geliyor ve iki yapı arasında sürekli gidip geliyor.
Bilim insanlarına göre suyun “garip” davranışlarının temelinde de işte bu sürekli dalgalanma yatıyor.
“KARA DELİK GİBİ KAÇAMIYORSUNUZ”
Araştırmanın dikkat çekici bulgularından biri de moleküllerin hareketinin kritik noktaya yaklaşırken ciddi şekilde yavaşlaması oldu.
Araştırmacılar bu durumu çarpıcı bir benzetmeyle anlattı:
Bu bölgeye girildiğinde adeta bir kara delik etkisi oluşuyor ve sistem bu noktadan “kaçamıyor”.
100 YILLIK TARTIŞMA SONA ERİYOR
Suyun bu sıra dışı özelliklerinin nedeni, bilim dünyasında 100 yılı aşkın süredir tartışılıyordu. Bu yeni bulgu, uzun zamandır öne sürülen “kritik nokta” teorisini güçlü şekilde doğruladı.
Araştırmacılara göre bundan sonraki en büyük hedef, bu keşfin fizik, kimya, biyoloji ve iklim bilimleri üzerindeki etkilerini anlamak olacak.
HAYATIN SIRRI SUYUN İÇİNDE OLABİLİR
Bilim insanları ayrıca dikkat çekici bir soruya da işaret ediyor: Su, günlük koşullarda bile “süperkritik” davranışlar gösteren tek sıvı ve aynı zamanda yaşamın vazgeçilmez unsuru.
