Зафиксирован загадочный эффект воды

31.08.2021

Ученые Национальной ускорительной лаборатории SLAC при Министерстве энергетики США, Стэнфордского университета и Стокгольмского университета в Швеции впервые сделали прямое наблюдение того, как атомы водорода в молекулах воды взаимодействуют с соседними молекулами при возбуждении лазерным светом.

Каждая молекула воды содержит один атом кислорода и два атома водорода, а сеть водородных связей между положительно заряженными атомами водорода в одной молекуле и отрицательно заряженными атомами кислорода в соседних молекулах удерживает молекулы вместе. Сеть водородных связей определяет загадочные свойства воды, но до недавнего времени исследователи не могли напрямую наблюдать эффекты, возникающие при взаимодействии молекул воды со своими соседями, на атомном уровне.

Новое исследование впервые напрямую демонстрирует, что реакция сети водородных связей на импульс энергии критически зависит от квантово-механической природы того, как атомы водорода распределены в пространстве. Проблема была решена с помощью SLAC MeV-UED, высокоскоростной "электронной камеры", которая фиксирует малозаметные движения молекул через рассеивание мощного пучка электронов от образца.

Ученые создали струи жидкой воды толщиной 100 нанометров и заставили молекулы вибрировать с помощью инфракрасного лазерного света. Затем они направили на молекулы короткие импульсы высокоэнергетических электронов. В результате были получены снимки изменяющейся атомной структуры молекул с высоким разрешением. Оказалось, что когда возбужденная молекула воды начинает вибрировать, ее атом водорода притягивает атомы кислорода соседних молекулам воды ближе, прежде чем оттолкнуть их с вновь обретенной силой, расширяя пространство между молекулами.

<< Назад: Гравитационный аккумулятор 31.08.2021

>> Вперед: Геймерская носимая колонка Panasonic SoundSlayer WIGSS 30.08.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

LG и Prime Video: студияная версия кинематографа 31.07.2026

Современные телевизоры предлагают множество режимов изображения, которые автоматически корректируют цвета, контраст и резкость. Однако создатели фильмов часто жалуются, что дополнительная обработка искажает их замысел. Новая функция, появившаяся на телевизорах LG, пытается решить эту проблему, передавая контроль над настройками непосредственно студии. LG и Prime Video запустили режим "Оригинал автора" - первую настройку изображения, которой управляет сама студия. Он доступен только на OLED evo 2026 модельного года. LG Electronics и Prime Video объявили о совместной инициативе, приуроченной к стриминговой премьере фильма "Властелины Вселенной". В рамках сотрудничества на телевизорах компании появились две новые функции - режим изображения "Оригинал автора" и голосовая команда для пульта Magic Remote. Ключевая новинка - режим "Оригинал автора", который в LG называют первым в области настройки изображения для стримингового контента. Его отличие от распространенного FILMMAKER MODE за ...>>

Астронавты на Марсе не смогут выжить даже в скафандрах 30.07.2026

Высадка людей на Марс остается одной из самых амбициозных целей космических агентств. Красная планета лишена пригодной для дыхания атмосферы и подвергается высокому уровню солнечной радиации, поэтому астронавты смогут находиться на ее поверхности только в специальных скафандрах. Однако новые исследования показывают, что даже самые современные космические костюмы могут оказаться непригодными для работы в условиях марсианской гравитации. По результатам испытаний стало ясно, что новые скафандры NASA не подходят для использования астронавтами на Красной планете. На Марсе отсутствует воздух, пригодный для дыхания, а также наблюдается высокий уровень солнечной радиации. Это лишь некоторые из многих факторов, которые усложнят нахождение людей на поверхности. Современные скафандры не рассчитаны на марсианскую гравитацию, составляющую примерно 38 процентов земной. Новейшее поколение костюмов просто слишком тяжелое для использования на Марсе, пишет Phys. Новая серия скафандров, которую раз ...>>

Случайная новость из Архива Эверест продолжает рости 22.10.2024 Эверест, самая высокая вершина мира, известная всем как символ непокоренных высот, продолжает увеличивать свою высоту. Этот удивительный факт был подтвержден недавними исследованиями. Изменения происходят благодаря сложным геологическим процессам, которые влияют не только на сам Эверест, но и на окружающий его ландшафт. Несмотря на то что рост горных массивов может казаться малозаметным, он играет важную роль в изменении облика земной поверхности. Гималаи, частью которых является Эверест, начали формироваться около 50 миллионов лет назад в результате столкновения Индийского субконтинента с Евразийской тектонической плитой. Этот процесс продолжается и сегодня, что приводит к медленному, но постоянному подъему горного хребта. Тем не менее, Эверест имеет особенность - его вершина возвышается примерно на 250 метров выше других значительных пиков региона, что делает его уникальной геологической аномалией. Профессор Цзинген Дай из Китайского университета наук о Земле в Пекине, один из авторов исследования, утверждает, что даже такие колоссальные вершины, как Эверест, находятся под воздействием геологических процессов, которые могут заметно изменять их высоту за сравнительно короткие периоды геологического времени. Однако этот процесс не является равномерным для всех вершин, и Эверест выделяется своими особенностями. Команда ученых провела исследование с помощью компьютерных моделей, чтобы понять, как реки влияют на формирование гор. Было установлено, что около 89 000 лет назад верхняя часть реки Аруна на севере Эвереста объединилась с ее нижним течением из-за эрозии, что изменило водные потоки в регионе. Это привело к тому, что река Арун стала частью более крупной речной системы Коси. Эти изменения оказали значительное воздействие на эрозию и рельеф местности рядом с Эверестом. Слияние речных потоков вызвало усиление эрозионных процессов вокруг горы. Доктор Мэтью Фокс из Университетского колледжа Лондона, соавтор исследования, отметил, что в результате этих изменений река Арун начала переносить больше воды и осадков, что усилило эрозию скал и формирование долин вблизи Эвереста. Этот процесс эрозии и удаления пород привел к уменьшению массы земной коры, что, в свою очередь, вызвало явление, известное как изостатический отскок. Когда часть массы удаляется, кора начинает подниматься, компенсируя потерю веса. Таким образом, земля вокруг Эвереста начала медленно подниматься. Исследования показали, что в результате этого Эверест продолжает расти со скоростью от 0,16 до 0,53 мм в год. Аналогичные процессы наблюдаются и на других значительных вершинах Гималаев, таких как Лхоцзе и Макалу, которые также подвергаются подобному подъему. Несмотря на стабильность, которой, кажется, обладает Эверест, его рост продолжается благодаря взаимодействию геологических и эрозионных процессов. Это напоминает о том, что даже самые величественные и, казалось бы, неподвижные объекты на планете продолжают изменяться, подчиняясь силам природы.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026