水或存在第四种状态:绿宝石内水分子的量子隧穿态
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近日,美国能源部橡树岭国家实验室(Department of Energy's Oak Ridge National Laboratory)的研究人员在Physical Review Letters上发表研究,称他们利用中子散射和计算机模拟实验,发现了水分子在绿宝石中直径只有5埃(长度单位,1埃=百亿分之一米)的超小型六边形沟道内的隧穿态。

领导该研究的Alexander Kolesnikov表示,低温下,正在隧穿的水通过隔开的潜在墙激发出量子运动。这意味着,水分子中的氧原子和氢原子处于“游离态”,因此可同时存在于沟道内的所有6个对称区域。这种现象只出现在量子学中,而在日常生活中我们无缘遇见。
这一发现应该会有助于科学家们更好地介绍水在极端限制条件中的热力学特征,例如水在细胞膜沟道中、在碳纳米管内、沿晶粒边界和诸多地理环境中矿物质界面的扩散和输送能力等。

小编有话说:那么蓝宝石、翡翠戒指内的水分子是否也在经历肉眼凡胎无缘一见的量子隧穿行为呢?

Pic Credit: Photo by Jeff Scovil
Journal Reference:
1.Alexander I. Kolesnikov, George F. Reiter, Narayani Choudhury, Timothy R. Prisk, Eugene Mamontov, Andrey Podlesnyak, George Ehlers, Andrew G. Seel, David J. Wesolowski, Lawrence M. Anovitz. Quantum Tunneling of Water in Beryl: A New State of the Water Molecule. Physical Review Letters, 2016; 116 (16) DOI: 10.1103/PhysRevLett.116.167802
文章来源: https://www.sciencedaily.com/releases/2016/04/160422163157.htm
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