با استفاده از روشی جدید، ‍پایین‌ترین دمای آب در حالت مایع، که تاکنون ثبت شده، اندازه‌گیری شده است.

آب وقتی به دمای زیر صفر درجه سلسیوس برسد، همیشه یخ نمی‌زند، تحت شرایط خاص، آب در حالت مایع را می‌توان تا دمای زیر 40- درجه سلسیوس «فراسرد» کرد. با این حال پژوهش‌گران هنوز دقیقاً نمی‌دانند کم‌ترین دمایی که آب در حالت مایع می‌تواند برسد، چه دمایی است. گروهی از پژوهش‌گران قدمی در جهت یافتن پاسخ این پرسش برداشته‌اند. آن‌ها روشی جدید را برای اندازه‌گیری دمای قطرات میکرومتری آب به نمایش گذاشته‌اند. با این روش، دمای قطرات آب از طریق اندازه‌گیری قطر آن‌ها محاسبه می‌شود و این گروه نشان دادند پایین‌ترین دمای آب که تا امروز اندازه‌گیری شده است، 42/55- درجه سلسیوس است.

رابرت گریزنتی و هم‌کارانش در مرکز پژوهشی یون‌های سنگین هلمهولتز و دانشگاه فرانکفورت، که هر دو در آلمان هستند، فواره‌ای از قطرات میکرومتری آب را به داخل محفظه‌ای از خلأ پرتاب کردند. هر قطره‌ای که حرکت می‌کند، برخی از ذرات مایع آن تبخیر می‌شود، که موجب می‌شود بخش باقی‌مانده آن سرد شده و قطره کوچک‌تر شود. به این صورت، قطر قطره می‌تواند به عنوان معیاری برای اندازه‌گیری سردی قطره عمل کند. این گروه با تابش پرتوهای لیزر به آب و اندازه‌گیری محل قرارگیری پیک تشدید در نور پراکنده‌شده از آن، ابعاد قطره را با دقتی از مرتبه 10 نانومتر اندازه‌گیری کردند. سپس از این ابعاد برای محاسبه دمای قطرات استفاده کردند.

قطرات آب فراسرد شده به طور طبیعی در اتمسفر بالایی زمین اتفاق می‌افتد. با دانستن این‌که آب چه زمانی یخ می‌زند و چه زمانی در این دماهای پایین مایع می‌ماند، می‌تواند موجب فهم بیشتر چگونگی شکل‌گیری یخ‌های اتمسفری شده و به پژوهش‌گران در ساخت مدل‌های هواشناسی قابل اعتمادتر کمک کند.

نویسنده: Katherine Wright دستیار ویراستار نشریه فیزیک است.

منبع: The Coldest Water

مرجع: این پژوهش در نشریه Physical Review Letters منتشر شده است.