A víz az élet alapvető építőköve, amelyet mindenki jól ismer szilárd, folyékony és gáz halmazállapotában. De mi van akkor, ha létezik egy negyedik forma is? Egy friss tudományos áttörés igazolta, hogy a víznek valóban van egy eddig ismeretlen állapota, amely teljesen új perspektívát nyit a fizika és a kémia világában.
Honnan jött az ötlet, hogy a víznek lehet egy negyedik formája?
A tudósok már régóta sejtették, hogy a víz viselkedése extrém körülmények között szokatlan jelenségeket produkálhat. Az elméleti fizikusok korábbi tanulmányai utaltak arra, hogy bizonyos nyomás és hőmérsékleti viszonyok mellett a vízmolekulák nem úgy viselkednek, mint ahogyan azt a hagyományos halmazállapotokban megszoktuk.
A kutatás ötlete részben az óriásbolygók – például a Jupiter és a Szaturnusz – belső rétegeinek tanulmányozásából származik. A tudósok feltételezték, hogy ezekben a szélsőséges környezetekben a víz egy teljesen új szerkezeti formát vehet fel. Ezt az elképzelést a Föld mélyebb rétegeiben található jégrétegek különleges viselkedése is megerősítette, amelyet korábbi geológiai kutatások során figyeltek meg.
A fagyott titok: hogyan bukkantak rá a víz rejtett formájára?
Egy nemzetközi kutatócsoport kísérletei során olyan extrém körülményeket teremtett, amelyek lehetővé tették ennek az új halmazállapotnak a megfigyelését. A tudósok ultraalacsony hőmérsékleten és magas nyomás alatt vizsgálták a vízmolekulák viselkedését, és arra jutottak, hogy ezek az extrém körülmények teljesen új szerkezeti formát eredményeznek.
Ez az új állapot a vízmolekulák egyfajta rendezett, de nem kristályos szerkezete, amely se nem folyadék, se nem szilárd, de még csak nem is hagyományos gázforma. Az anyag kvantummechanikai tulajdonságai miatt viselkedik ilyen egyedi módon, és számos kérdést vet fel az anyagok fizikájával kapcsolatban.
A tudósok ledöbbentek: mit jelent ez a felfedezés?
A víz negyedik formájának létezése nem csupán elméleti jelentőséggel bír, hanem gyakorlati alkalmazások terén is hatalmas lehetőségeket nyithat meg. Ez az új vízforma befolyásolhatja:
– A kvantummechanikai anyagkutatást, hiszen a víz egyedi szerkezete segíthet jobban megérteni az anyagok viselkedését extrém körülmények között.
– Az űrkutatást, mivel a bolygók és holdak felszínén is előfordulhatnak hasonló extrém viszonyok.
– A nanotechnológiát és az anyagtudományt, hiszen az új vízszerkezet teljesen új típusú anyagok fejlesztését teheti lehetővé.
Átírhatja a tankönyveket: miért forradalmi ez a felfedezés?
A tudósok már régóta sejtették, hogy a víznek lehet egy negyedik állapota, de most először sikerült közvetlen bizonyítékot szerezni róla. Ez a felismerés átírhatja a víz fizikájával kapcsolatos jelenlegi tudásunkat, és új utakat nyithat a tudományos kutatásban.
Ez a felfedezés nemcsak a laboratóriumi környezetben jelenthet áttörést, hanem a természetben is segíthet megmagyarázni olyan rejtélyes jelenségeket, mint például a jégrétegek viselkedése a földkéreg alatt vagy a bolygók felszínén található különleges jégformációk eredete.
A kutatás, ami mindent megváltoztathat
A tanulmányt egy olasz és nemzetközi kutatókból álló csapat végezte, akik kvázielasztikus neutron-szórásos technikát alkalmaztak a víz vizsgálatára. A Rescigno, Toffano és Ranieri által vezetett kutatócsoport megfigyelte az úgynevezett Plastic Ice VII nevű struktúrát, amely rendkívül magas nyomás alatt keletkezik, és amelynek molekulái nem hagyományos módon rendeződnek.
Ez az új vízforma olyan extrém környezetekben is előfordulhat, mint a Föld mély rétegei vagy az óriásbolygók belső szerkezetei. Az eredmények alapjaiban változtathatják meg azt, ahogyan a víz fizikai tulajdonságait értelmezzük, és új lehetőségeket nyithatnak a jövőbeli kutatások előtt.
Merre tovább? A tudósok már a következő lépéseket tervezik
A kutatók most azon dolgoznak, hogy még részletesebben feltérképezzék ennek az új vízformának a tulajdonságait, és megtalálják a módját annak, hogy miként lehetne felhasználni ezt a felfedezést a mindennapi életben és az iparban.
Ez a tudományos áttörés egy új korszakot nyithat a fizikai és kémiai kutatásokban, amely a jövő technológiáinak alapját is megváltoztathatja.
Forrás: Rescigno, M., Toffano, A., Ranieri, U. et al. Observation of Plastic Ice VII by Quasi-Elastic Neutron Scattering. Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08750-4.
