水的第二臨界點(diǎn),？

在某些層面上，水具有多種不同的形式,，這并不奇怪,。取決于你觀測(cè)的壓強(qiáng)和溫度，水可以是固態(tài),、液態(tài)或氣態(tài)的,。在海平面，水在100°C時(shí)轉(zhuǎn)化為蒸汽,，但是在氣壓較低的高海拔地區(qū),，水會(huì)在更低的溫度下沸騰——時(shí)間是省下來(lái)了，但是你的茶也被毀掉了,。

在絕大多數(shù)情況下,，液態(tài)和氣態(tài)是分開(kāi)的。然而,，隨著溫度和壓強(qiáng)的增加,，情況開(kāi)始發(fā)生改變,。當(dāng)氣體被壓縮到一定程度時(shí)，它的行為開(kāi)始更像是液體,；而當(dāng)液體被加熱,，它也會(huì)趨近于氣體的行為。當(dāng)壓強(qiáng)或溫度足夠高,，會(huì)到達(dá)一個(gè)被稱(chēng)為“臨界點(diǎn)”的微妙平衡點(diǎn),，在這一點(diǎn)你無(wú)法區(qū)分你看到的到底是哪一態(tài)。而略微降低壓強(qiáng)或溫度,，水就會(huì)回到液態(tài)或氣態(tài),。

這也是兩種液體故事的開(kāi)端。首先忽略壓強(qiáng),，幾乎所有物質(zhì)在高溫下都有一個(gè)氣相和液相交匯的臨界點(diǎn),，但是少數(shù)材料在低溫下還有一個(gè)神秘的第二臨界點(diǎn)。比如,，如果你在適當(dāng)條件下冷卻液態(tài)硅和鍺,，它們可以轉(zhuǎn)化成兩種不同密度的液體：原子組成相同，但是不同的結(jié)構(gòu)賦予了它們不同的性質(zhì),。

盡管它們也很奇怪,，但除了學(xué)術(shù)上的用途，這些第二臨界點(diǎn)并沒(méi)有引起太多關(guān)注,。如果你不是專(zhuān)門(mén)研究液態(tài)硅的,，這一領(lǐng)域可能不會(huì)引起你的注意。

1992年,，波士頓大學(xué)Peter Poole 和Gene Stanley領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)改變了這一局面,。他們被一個(gè)宣稱(chēng)水的密度在低溫下存在漲落的試驗(yàn)所吸引：水的溫度越低，密度漲落越明顯,。這和所有的理論預(yù)言都背道而馳,。一般而言，物質(zhì)溫度越低,，密度漲落越小,。

為了探明究竟發(fā)生了什么，Poole,、Stanley和他們的合作者模擬了水過(guò)冷的過(guò)程,，他們小心地將水降溫，使其低于凝固點(diǎn)而仍然保持液態(tài),。他們的計(jì)算機(jī)模擬證實(shí)了水在過(guò)冷態(tài)的密度漲落行為,，而且隨著溫度降低，漲落確實(shí)會(huì)增大,。一些有趣的機(jī)制一定在起著作用,。