Descoberto um novo estado físico da água

Aprendemos desde pequenos que a água tem três estados físicos: sólido, líquido e gasoso. Mas agora, cientistas do Oak Ridge National Lab, nos Estados Unidos, descobriram agora um quarto estado físico da água.

Segundo um estudo publicado na Physical Review Letters, quando a água é colocada sob extrema pressão em espaços pequenos, pode apresentar-se num quarto estado físico da matéria, conhecido como “tunelamento”.

Segundo os autores do estudo, a água foi encontrada neste bizarro estado físico em minúsculos canais formados no berilo, um silicato natural de alumínio e de berílio que tem como variedades pedras preciosas como a água-marinha e esmeralda.

Estes pequenos espaços tinham apenas cinco átomos de largura e funcionam como “gaiolas” que prendem apenas uma molécula de água.

Nessa condição específica, os investigadores descobriram que a molécula de água apresenta  uma característica que normalmente só é observada numa escala muito menor, a nível quântico, chamada “tunelamento”.

Basicamente o tunelamento quântico, ou Efeito Túnel, significa que uma partícula – neste caso uma molécula de água – pode transpor um estado de energia proibido na física clássica, ou seja, escapar de regiões de energia cercadas por barreiras potenciais e estar dos dois lados ao mesmo tempo.

Para perceber melhor o fenómeno, pensemos numa bola que desce uma colina. A bola chega ao vale a uma dada velocidade, e continua, subindo pela colina vizinha.

Normalmente, a bola apenas tem energia suficiente para subir até à desta segunda colina a que foi lançada da primeira. A bola ultrapassa a colina se esta é mais baixa que a altura inicial, ou volta para o vale se a colina é mais alta.

Na física clássica, a segunda colina é a “barreira”.

Mas na física quântica, o conceito de tunelamento torna possível que a bola alcance facilmente o outro lado da segunda colina, ou que vá parar dentro da colina, ou, ainda mais estranho, que passe para lá da colina e vá parar dentro dela, ao mesmo tempo.

Tal como o famoso gato que está vivo e morto ao mesmo tempo.

“Na física clássica um átomo não pode saltar uma barreira se não tem energia suficiente para isso”, explica Alexander Kolesnikov, investigafor do Oak Ridge National Lab.

“Mas no caso da água presa no berilo, as moléculas comportaram-se de acordo com as leis da física quântica”, diz Kolesnikov, citado pela GizMag.

“Isso significa que os átomos de oxigénio e hidrogénio na molécula de água estão simultaneamente presentes em todas as posições simetricamente equivalentes do canal ao mesmo tempo”, acrescenta o investigador.

“É um dos fenómenos que apenas acontecem apenas na física quântica e que não têm paralelo na nossa experiência diária”, conclui.

Através de experiências com dispersão de neutrões, os investigadores conseguiram ver que as moléculas de água se espalham em dois anéis encaixados um dentro do outro.

No centro do anel fica o átomo de hidrogénio, que ocupa seis orientações diferentes ao mesmo tempo.

“O tunelamento entre essas orientações significa que o átomo de hidrogénio não está localizado numa dada posição, mas espalhado em formato de anel”, concluiu a equipa de cientistas responsável pelo estudo.

E essa água especial encontra-se, há muito tempo, nas jóias que a humanidade tem usado.

“Esta descoberta representa uma nova compreensão fundamental sobre o comportamento da água e como ela utiliza energia”, diz Lawrence Anovitz, 1também investigador do Oak Ridge e co-autor do estudo.

“É muito interessante perceber que as moléculas de água nas nossas vulgares jóias de esmeralda ou água-marinha estão no mesmo estado de tunelamento que vimos nas nossas experiências”, diz Anovitz.

Agora, a equipa quer descobrir porquê e como é que o tunelamento acontece.

ZAP / HypeScience

PARTILHAR

1 COMENTÁRIO

  1. Cuidado: em nenhum lugar é dito que foi encontrado o *quarto* estado da água. Já é conhecido que a água tem muito mais do que 3 estados (sólido, líquido e gasoso são “só” os mais comuns), o estado encontrado é “só” mais um. O ponto importante do estudo é ser um estado relativamente diferente dos outros.

RESPONDER

"50 sombras" da Idade Média. Páginas censuradas de um livro francês encontradas nos EUA

As páginas de um romance medieval foram descobertas nos arquivos da Diocese de Worcester, no estado norte-americano de Massachusetts.  Investigadores descobriram uma versão perdida de um romance medieval, que contém cenas eróticas. O poema francês - …

A tecnologia usada na Bitcoin também está a ser usada para encontrar o amor

Várias dating apps (aplicações de encontros) estão a recorrer ao blockchain para que os seus utilizadores possam encontrar a cara-metade de uma forma mais segura e transparente. O Tinder é provavelmente a dating app mais usada …

Elon Musk quer enviar passageiros para o Espaço já no próximo ano

O bilionário Elon Musk, também fundador da fabricante de automóveis elétricos Tesla, fez um anúncio surpreendente: quer que pôr passageiros no Espaço já em 2020. “Isto pode soar totalmente louco, mas queremos tentar entrar em órbita …

Cientistas reverteram principal sintoma da esquizofrenia em camundongos

Um medicamento que está atualmente a ser desenvolvido para tratar a leucemia reverteu (em camundongos) um sintoma de esquizofrenia anteriormente intratável: o enfraquecimento da memória de trabalho. A memória de trabalho é um processo cerebral fundamental usado …

Para as criaturas marinhas, as doenças infecciosas são a sentinela da mudança

Uma recente investigação analisou as mudanças nas doenças relatadas em espécies submarinas num período de 44 anos. A conclusão não surpreende: a saúde dos oceanos está a piorar a passos largos. A compreensão das tendências oceânicas …

Solidariedade e ambiente. Nos EUA, já é possível doar as suas peças Lego

Nunca somos demasiado velhos para brincar com peças Lego. No entanto, se estiver a ficar sem espaço para as arrumar e estiver à procura de uma forma de garantir que os seus blocos acabam em …

Eis os primeiros smartphones pensados e fabricados em África

https://vimeo.com/365789486 No Ruanda nasceram os primeiros rebentos do grupo Mara, que anunciou o lançamento dos seus dois primeiros smartphones. São os primeiros a serem totalmente fabricados em África. Estes são os dois primeiros smartphones totalmente fabricados em …

Siza Vieira recebe Grande Prémio da Academia de Belas-Artes francesa

O arquitecto Álvaro Siza Vieira recebeu o Grande Prémio de Arquitetura da Académie des Beaux-Arts, pelo conjunto do seu percurso, no valor de 35 mil euros. “É uma grande honra, porque é um prémio importante. É …

Para os jovens refugiados, um telemóvel pode ser tão importante quanto comida ou água

Entre 2015 e 2018, mais de 200.000 jovens não acompanhados reivindicaram asilo na Europa. Muitos deles, agora na União Europeia, têm uma coisa em comum: os seus smartphones. Não são apenas ferramentas para entretenimento nem uma …

Cientistas observaram pela primeira vez porcos a usar ferramentas

Uma equipa de cientistas registou pela primeira vez uma família de javalis das Visayas, num jardim zoológico em Paris, a usar paus para cavar e construir ninhos. Os porcos não gostam só de chafurdar na lama …