۲ شکل مختلف از آب شناسایی شد

موبنا – محققان در بررسی جدید خود دریافته‌اند که همه آب‌ها با هم یکسان نیستند و دو نوع آب وجود دارد. البته نباید با آب سنگین اشتباه گرفته شود که حاوی یک ایزوتوپ سنگین‌تر از هیدروژن است.

آب معمولی در دو شکل مختلف وجود دارد که تاکنون معتقد بودند خواص شیمیایی یکسانی دارند.

محققان دانشگاه “بازل” آب را به دو نوع دسته‌بندی کرده‌اند و برای اولین بار خواص شیمیایی مختلفی را بر دو نوع اثبات کردند.

آب اغلب به عنوان یک مولکول متشکل از سه اتم، دو اتم هیدروژن متصل به یک اتم اکسیژن در نظر گرفته می‌شود. بعضی دیگر ممکن است برخی از اشکال دیگر آب مانند آب سنگین و آب فوق سنگین را در نظر بگیرند. اما تعداد کمی از آنها می‌دانند که در سطح مولکولی، آب معمولی در دو نوع وجود دارد.

دو نوع آب از یک جنبه ظریف با هم تفاوت دارند و آن جهت چرخش هسته بر روی اتم‌های هیدروژن است. چرخش هسته هر اتم هیدروژن متاثر از فیزیک زیر اتمی است که هنوز به طور کامل توسط علم مدرن شناخته شده نیست.

با این حال، آنچه دیده می‌شود این است که هسته اتم‌های آب در دو جهت گوناگون می‌چرخد.

در هسته هیدروژن، پروتون می‌تواند به بالا یا پایین بچرخد. با داشتن دو اتم هیدروژن در یک مولکول آب، دو روش ممکن برای آب فراهم می‌شود. اینکه هر دوی پروتون‌ها در یک جهت بچرخند یا اینکه در جهت مخالف چرخش کنند.

با فرض هم‌ جهت بودن، چرخش هسته‌ای ½ را نشان می‌دهد و در صورت چرخش معکوس -½ را نشان می‌دهد.

بنابراین انواع آب به ترتیب به شرح زیر می‌باشند: ارتو(ortho) و پارا(para).

محققان این مطالعه به رهبری پروفسور “استفان ویلیچ” از گروه شیمی دانشگاه بازل، به طور خاص بر تعیین این دو فرم متفاوت از آب بر اساس واکنش‌های شیمیایی آنها، یعنی نحوه واکنش مولکول‌ها در واکنش‌های شیمیایی تمرکز کردند.

این تحقیق مربوط به جداسازی آب به قطعات ایزومتریک(پارا-آب و ارتو-آب) با استفاده از یک منحرف‌کننده الکتروستاتیک بود. این منحرف‌کننده با معرفی یک میدان الکتریکی به یک پرتو آب اتمی کار می‌کند.

تفاوت در چرخش هسته‌ای به اندازه کافی متفاوت است تا اتم‌ها با میدان ارتباط برقرار کنند. همانطور که آب از منحرف‌کننده عبور می‌کند، شروع به جدا شدن به حالت‌های ارتو و پارا می‌کند.

تحقیقات نشان می‌دهد، به رغم تشکیل این دو نوع آب از اتم‌های تقریبا یکسان، ارتو-آب و پارا-آب به شدت واکنش‌های شیمیایی متفاوتی دارند.

در تحقیقاتی که توسط پروفسور “ویلیچ” و تیمش انجام شد، مشخص شد که پارا-آب حدود ۲۵ درصد سریع‌تر از ارتو-آب واکنش نشان می‌دهد.

به نظر می‌رسد که آب پرده بین شیمی و فیزیک هسته‌ای را برداشته است. تفاوت چشمگیر در میزان واکنش‌پذیری نشان می‌دهد که اثرات کوانتومی باید در خارج از جهان کوانتوم و در واقعیت در نظر گرفته شوند.

شاید این تحقیق دانشمندان را قادر سازد تا اشکال جدید سوخت را بسیار کارآمدتر از همیشه کنند. هنوز چیزهای زیادی وجود دارد که در مورد مکانیک کوانتومی قابل درک نیست و در حالی که هر روز بیشتر از اینکه در این زمینه به پاسخ برسیم، به تعداد سوالات افزوده می‌شود، دانشمندان اطمینان دارند که آب در همه شرایط یکسان نیست و دو نوع دارد.

پیشرفت های اخیر اسرار جدیدی از آب را پرده برداشته است که نشان می‌دهد وقتی به واسطه چرخش کوانتومی جدا شود، واکنش شیمیایی آن به طور قابل توجهی تحت تاثیر قرار می‌گیرد.

این یافته‌ها فوق‌العاده عجیب و غریب است و دانشمندان مشتاق به درک تمام وجوه آن هستند.

با توجه به گفته‌های “ویلیچ”، هرچه بیشتر بتوان حالت مولکول‌های دخیل در واکنش شیمیایی را کنترل کرد، بهتر می‌توان مکانیزم‌های پایه و دینامیک یک واکنش را بررسی و درک کرد.

یافته‌های این مطالعه در نشریه علمی Science Communications منتشر شده است.

 منبع: ایسنا