
水在零摄氏度以下才会结冰,零度以上,冰就会变成水。但有意思的是,科学家不但可以在十亿分之一秒(毫微秒)内将水变成冰,而且这样的冰比开水还热。
此实验是在美国圣地亚(Sandia)国家实验室的巨大Z机器上做的。此机器产生的温度比太阳还热。研究人员在此做测试,以了解课本中物质的三种状态:固态、液态和气态。
“我们知道,水有三种状态:寒冷的冰、室温下的水和热的蒸汽,”圣地亚研究人员丹尼尔-多拉说,“压缩水通常可以加热它本身。但在极度压缩下,更加容易将浓密的水变成固态的冰,相反保持浓密的液态水更难了。”
当大多数东西冷却时,它们都会浓缩。因此,它们固态时占用的空间比液态时小。但冰相反,同样质量的冰比水占用的空间要大。简单试验是这样:用玻璃瓶子装满一瓶水,冻一个晚上,它就会炸开。然而,在新实验中,水的体积突然不间断地缩小,具备了除平常性质之外的冰的所有构成。据圣地亚发表的一则声明表示,显然,至少有11种我们不知道的其它种类的冰。以特定温度和压力下它们的“举动”如何来对它们进行分类。你可能听说过一种:过度冷却的水能在零下32度不结冰。
然而,问题是,科学家不知道所有这些状态的特定条件。因此,圣地亚研究人员多拉表示,此研究是帮助我们了解极端条件下的原料性质。他对水能如此快地变成冰感到惊讶。他指出,在近7万倍正常大气压下,可以在毫微秒内快速压缩,导致水快速冻结。当压力消除时,冰就会融化成水。“显然,事实上在7万大气压下,这是不可能不让水冻结,”多拉说。这对那些想解开水的许多谜团的人是个好消息。