Բրիտանական Nature գիտական ամսագիրը հանրամատչելի հոդվածների բաժնում հրապարակել է նյութ գիտնականների կողմից ստեղծված սառույցի նոր տեսակի մասին, որը համապատասխանում է ջրի խտությանը և կառուցվածքին։ Հոդվածը պատմում է սառույցի նոր տեսակի մոլեկուլային կառուցվածքի, Տիեզերքում  դրա գոյության, ինչպես նաև գիտության համար նշանակության մասին։ Թարգմանությունը ներկայացնում ենք ստորև։

Գիտնականները ստեղծել են սառույցի նոր տեսակ, որը համապատասխանում է ջրի խտությանը և կառուցվածքին։ Սա կարող է լավ հնարավորություն լինել ջրի խորհրդավոր հատկություններն ուսումնասիրելու համար:

«Սա կարող է լինել հեղուկ ջուր, որը ժամանակի ընթացքում սառչում է,- ասում է Լոնդոնի Սաութ Բանկի համալսարանի՝ ջրի կառուցվածքի մասնագետ Մարտին Չապլինը, որը ներգրավված չի աշխատանքի մեջ:- Սա կարող է շատ կարևոր լինել»:

Սառույցը կոչվում է միջին խտության ամորֆ սառույց։ Լոնդոնի Համալսարանական քոլեջում (UCL) հետազոտողների թիմը՝ Ալեքսանդր Ռոզու-Ֆինսենի գլխավորությամբ, սովորական սառույցը թափահարել է -200 ° C ջերմաստիճանով մի փոքր տարայի մեջ, որի մեջ չժանգոտվող պողպատից գնդիկներ էին՝ մեկ սանտիմետր լայնությամբ, որ ստանա նախկինում գոյություն չունեցած տարբերակը: Սառույցը նման էր սպիտակ հատիկավոր փոշու, որը կպչում էր մետաղական գնդիկներին: Արդյունքները հրապարակվել են Science ամսագրում։

Պատահական մոլեկուլներ

Սովորաբար, երբ ջուրը սառչում է, այն բյուրեղանում է, և դրա մոլեկուլները շարվում են հայտնի վեցանկյուն պինդ կառուցվածքի մեջ, որը մենք անվանում ենք սառույց: Սառույցը պակաս խիտ է, քան իր հեղուկ ձևը. սա բյուրեղի համար անսովոր հատկություն է: Կախված պայմաններից, ինչպիսիք են ճնշումը և սառեցման արագությունը, ջուրը կարող է նաև կարծրանալ երկու տասնյակ այլ սովորական եղանակներից որևէ մեկով: Ամորֆ սառույցը տարբեր է. այն նման կառուցվածք չունի: 

«Ունեք բազմաթիվ մոլեկուլներ, որոնք միանում են պատահականորեն», - ասում է Չապլինը:

Նախկինում՝ քսաներորդ դարում, հայտնաբերվել էին երկու տեսակի ամորֆ սառույցներ։ «Ցածր խտության» ամորֆ սառույցը ձևավորվում է շատ սառը մակերևույթի վրա ջրի գոլորշու սառեցման արդյունքում, -150°C-ից ցածր ջերմաստիճանում, իսկ «բարձր խտության» ամորֆ սառույցը ձևավորվում է, երբ սովորական սառույցը սեղմվում է նմանատիպ ջերմաստիճանում բարձր ճնշման տակ: Չնայած այս տեսակներից ոչ մեկը տարածված չէ Երկրի վրա, երկուսն էլ առատորեն հանդիպում են տիեզերքում: 

«Գիսաստղերը ցածր խտության ամորֆ սառույցի մեծ կտորներ են»,- ասում է Լոնդոնի Համալսարանական քոլեջ քիմիկոս և այս աշխատանքի համահեղինակ Քրիստոֆ Սալզմանը: 

Հետազոտողների թիմը բյուրեղացված սառույցը մանրացնելու համար օգտագործել է գնդիկավոր ջրաղաց՝ գործիք, որը սովորաբար օգտագործվում է հանքանյութերի վերամշակման մեջ նյութերը մանրացնելու կամ խառնելու համար: Օգտագործելով մետաղական գնդիկներով տարա՝ նրանք վայրկյանում մոտ 20 անգամ թափահարել են փոքր քանակությամբ սառույց: 

«Մետաղական գնդիկները սառույցի վրա ունեցան «կտրող ուժ»՝ այն վերածելով սպիտակ փոշու»,- ասում է Սալզմանը։

Ռենտգենակառուցվածքային վերլուծությունը (Ռենտգենյան ճառագայթները փոշու վրա ուղղելը և դրանց արտացոլման չափումը)  հետազոտողների թիմին թույլ տվեց մշակել սառույցի կառուցվածքը: Սառույցն ուներ հեղուկ ջրի խտությանը նման մոլեկուլային խտություն՝ առանց մոլեկուլների տեսանելի կարգավորված կառուցվածքի։ 

«Սա նշանակում է, որ բյուրեղությունը «ոչնչացել է»։ Մենք ունենք շատ անհամակարգված նյութ»,- ասում է Սալզմանը:

«Արդյունքները բավականին համոզիչ են։ Սա հիանալիորեն ցույց է տալիս, թե որքան բան դեռ չենք հասկացել ջրի մասին»,- նշում է Կալիֆոռնիայի Լոուրենս Լիվերմորի ազգային լաբորատորիայի ֆիզիկոս Մարիուս Միլոթը: 

Արդյունքները համապատասխանում էին Մեծ Բրիտանիայի Քեմբրիջի համալսարանի գիտնականների մշակած մոդելներին, որոնք կանխատեսում էին, թե ինչ կլինի, եթե սովորական սառույցը կոտրվի այս եղանակով: Այնուամենայնիվ, պարզ չէ, թե արդյո՞ք ստացված փոշին իսկապես համապատասխանում է հեղուկ ջրի հատկություններին՝ հաշվի առնելով, որ այն նախկինում սառեցվել էր որպես բյուրեղացված սառույց: Դրա ուսումնասիրությունը հետագա աշխատանք է պահանջում։

Մեծ հետևանքներ

Եթե սա հաստատվի, սառույցի նոր ձևը հնարավորություն կտա ջուրն ուսումնասիրելու այնպես, ինչպես նախկինում հնարավոր չէր»,- ասում է Չապլինը: 

Օրինակ՝ տարածված կարծիք է, որ ջուրը կազմված է երկու ձևերից՝ ցածր խտության ջրից և բարձր խտության ջրից, որոնք համապատասխանում են նախկինում հայտնի ամորֆ սառույցի տարբերակներին: Միջին խտության ամորֆ սառույցի հայտնաբերումը կարող է կասկածի տակ դնել այս տեսակետը:

Էնցելադի (Սատուրնի 6-րդ խոշոր արբանյակը) մակերևույթի սառցե թիթեղները մակընթացային ուժերի ազդեցության տակ հպվում են միմյանց, երբ արբանյակը պտտվում է Սատուրնի շուրջ: Նրանց սահմաններում կարող էր ձևավորվել ավելի խիտ, «ամորֆ» սառույց։ Լուսանկարը` NASA/JPL/Տիեզերական գիտությունների ինստիտուտի

«Եթե միջին խտության ամորֆ սառույցը իսկապես կապված է հեղուկ ջրի հետ, դա կնշանակի, որ այս մոդելը սխալ է։ Դա կարող է նոր էջ բացել սառույցի հետազոտության մեջ»,- ասում է Սալզմանը: 

Այն կարող է նաև ազդեցություն ունենալ այլ աշխարհները հասկանալու գործում։ Մեր արեգակնային համակարգի որոշ արբանյակներ, ինչպիսիք են Յուպիտերի Եվրոպա արբանյակը և Սատուրնի Էնցելադ արբանյակը, ունեն սառցե մակերես: Եթե նման արբանյակի վրա երկու սառցե շրջաններ մակընթացային ուժերի ազդեցության տակ միմյանց հպվեին, նրանք կարող էին իրենց միջև միջին խտության ամորֆ սառույց ստեղծել՝ օգտագործելով նույն գործընթացը, որն օգտագործել են հետազոտողները:

Խտության բարձրացումը կարող է հանգեցնել մակերեսի վրա բացատների առաջացմանը, ինչը կհանգեցնի է արբանյակների վրա կտրվածքներին, քանի որ սառույցները միասին կճեղքվեն։ 

«Կարող է առաջանալ սառույցի զանգվածային փլուզում։ Դա կարող է լուրջ հետևանքներ ունենալ սառցե արբանյակների երկրաֆիզիկայի համար»,- ասում է Սալզմանը։

Սա, իր հերթին, կարող է հետևանքներ ունենալ արբանյակների սառցե մակերեսների տակ ընկած հեղուկ ջրային օվկիանոսների հնարավոր բնակելիության վրա: 

«Այս արբանյակների մասին հիմնական հարցերից մեկն այն է, թե արդյո՞ք կա միջերես հեղուկ ջրի և ժայռերի միջև, որովհետև հենց այստեղ կարող է առաջանալ կյանքը։ Ամորֆ սառույցը կարող է որոշակի դեր ունենալ, որը մենք դեռ պետք է հասկանանք»,- ասում է Միլոթը։

Գլխավոր լուսանկարը՝ Ալեքսանդր Ռոսու-Ֆինսենի և Քրիստոֆ Սալզմանի