Poole和Stanley的團隊猜想,這是第二臨界點的特征:水被區(qū)分成兩種密度不同的液體,,每一種都在自己的相中;而在第二臨界點之上,,這兩種相難以區(qū)分,水會在這兩種相之間快速轉變。因為兩種物質不同的性質,任意一種轉化成另外一種時,,都會導致突然的密度變化,這一變化在臨界點時最為顯著,。
他們提出的水有兩個臨界點的假說可能有一些古怪,。Nilsson說:“任何有關水的事情都存在爭議?!备嗟难芯空哒J為水的性質可以用更為傳統(tǒng)的方式解釋。一種解釋是在極低的溫度下,,過冷態(tài)的水轉變?yōu)橐环N無序的固體,,而不是晶體結構的冰。另一種解釋認為,,看似是第二臨界點的現(xiàn)象,,只是水的一種奇特的凝固方式。
該團隊知道,,如果他們關于第二臨界點的認識是正確,,通過試驗驗證將極其棘手。臨界點所處的溫度只有-45°C,,即使是過冷態(tài)的水也會自發(fā)結成冰,。“我們所面臨的挑戰(zhàn)是將水極快地冷卻下來,,” Stanley說,,“研究它需要非常聰明的試驗設計?!?/p>
接踵而至的證據(jù)
任職于瑞典斯德哥爾摩大學的Nilsson接受了這一挑戰(zhàn),。他的團隊一直癡迷于水的奇特行為,尤其是Poole和Stanley關于兩種液體的設想,。本世紀初,,Nilsson在室溫和大氣壓下工作讓他相信水分子可以以兩種結構存在:無序的致密堆積,以及密度較低的均勻四面體結構。他的試驗表明,,在這些外界環(huán)境下,,低密度的相會浮在混亂的致密相之上。但他也表示,,他的同行并不認同這一觀點,。
Nilsson認為,,水分子可以以兩種結構存在。