استخدم فريق من الباحثين شعاع ليزر من الأشعة السينية لتسخين الماء العادي إلى مئة ألف درجة مئوية في أقل من تريليون جزء من الثانية.

وأنتجت تجارب الفريق -التي وُصفت في ورقة نشرت في دورية “بروسيدنغز أوف ذا ناشونال أكاديمي أوف ساينس”- حالة غريبة من الماء، قد تقدم رؤى جديدة حول المادة الأكثر أهمية على وجه الأرض.

واستخدم علماء من مركز علوم ليزر الإلكترون الحر (سي إف إي إل) وجامعة أوبسالا في السويد، ليزرا يعرف باسم “مصدر ضوء المسرِّع الخطي المتناسق” في “مختبر المسرِّع الوطني” التابع لمركز ستنافورد في الولايات المتحدة، لإطلاق نبضات شديدة الكثافة لكنها قصيرة جدا من الأشعة السينية على الماء، وأدى ذلك إلى تسخين الماء بسرعة فائقة، لكن التأثير اختلف كثيرا عن الغليان الطبيعي، وفقا لكارل كاليمان من مركز “سي إف إي إل”.

وأوضح كاليمان في بيان أنه “عادة عندما تسخن الماء، فإن جزيئاته تهتز بصورة أقوى ثم أقوى”، وأضاف “أن التسخين الذي قمنا به مختلف تماما. حيث قامت الأشعة السينية النشطة بدفع الإلكترونات خارج جزيئات الماء، وبالتالي تدمير توازن الشحنات الكهربائية، ولهذا فإن الذرات تشعر فجأة بقوة قاهرة وتبدأ التحرك بعنف”.

ويعني هذا أنه في أقل من 75 فيمتوثانية (75 مليون في المليار من الثانية) تغيرت حالة الماء من الحالة السائلة إلى حالة البلازما، وهي الحالة الأساسية الرابعة للمادة، والتي تتخذ شكل غاز مشحون كهربائيا حيث تم إزالة الإلكترونات من الذرات.

وفي أثناء تحول الماء من السائل إلى البلازما، فإنه يبقى عند كثافة الماء السائل لأن الذرات لا تملك الوقت الكافي للتحرك بشكل كبير، وفي هذه الحالة فإن الماء يوجد في شكل مادة لا يمكن العثور عليها بشكل طبيعي على الأرض.

وقال أولوف جونسون من جامعة أوبسالا في البيان إن الماء أصبح في حالته الجديدة “يملك خصائص مشابهة لبعض خصائص البلازما في الشمس وكوكب المشتري الغازي العملاق، لكنه يملك كثافة أقل، وفي الأثناء فإنه أسخن من مركز الأرض”.

وألقت أبحاث هذا الفريق ضوءا جديدا على خواص الماء، والتي هي في الواقع غريبة جدا وتضم العديد من الحالات الشاذة فيما يتعلق بكثافتها وقدراتها الحرارية والتوصيل الحراري، إلى جانب خصائص أخرى، ويقول العلماء إنه لولا خصائصه الغريبة تلك لما كانت أشياء عديدة على الأرض تبدو كما هي الآن؛ خاصة الحياة.

المصدر: نيوزويك