,是我們最熟悉的物質。水有三種變化狀態-- 固態冰、液態水及氣態水蒸汽,也就是科學家所說的三個物態。

近日科學家驚奇地發現, 在特殊情況下,還會有另外的特殊狀態 --量子態。

據英國每日郵報報導,美國能源部橡樹嶺國家實驗室(ORNL)首次發現,分子在極端條件下可以呈現出 量子穿隧態 (Quantum Tunneling State)

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科學家將水 分子 限制在一種翡翠中常見的綠柱石(beryl)內。 綠柱石含有超小的六邊形通道,通道直徑只有約5 原子直徑大。 結果發現, 當水分子進入這一狹窄通道時,會產生穿隧效應(tunneling):水分子中的氫原子和氧原子會發生位置變化,變成和常態下完全不同的組合狀態。

該研究負責人、橡樹嶺國家實驗室化學和工程材料分部的亞歷山大科列斯尼科夫(Alexander Kolesnikov)解釋:「在低溫下, 發生穿隧的水分子表現出量子運動,可穿透周圍的隔牆 。這是在古典力學裡無法發生的一種現象。這說明水分子中的氧原子和氫原子發生移位, 同時出現在通道內的 6 個對稱位置。」

科列斯尼科夫強調,這一現象僅僅發生在量子世界內,不是我們根據日常生活經驗能想像的情況。

 

報導說,研究結果提示科學家需要深入理解水分子在微觀狀態下的存在方式,如水分子怎樣穿過細胞膜、碳的納米管以及各種礦物質成分。

橡樹嶺國家實驗室的另一研究者勞倫斯阿布維奇(Lawrence Anovitz)說:「這個發現表示我們對水的行為以及水利用能量的方式有了新的理解。想像一下,也許在你的藍寶石或翡翠戒指中,水分子正在發生我們實驗中所見到的那種量子穿隧現象,這很有趣。」

文章連結:  Oak Ridge National Labotary 

 

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