Osservati per la prima volta i ‘legami quantistici’ dell’acqua, degli ‘strattoni’ che le molecole si danno tra loro quando vengono eccitate. Usando fasci di elettroni, un gruppo di ricerca internazionale guidato dal Centro d'Accelerazione Lineare di Stanford (Slac), ha osservato in slowmotion quel che avviene durante i legami tra le molecole. I risultati pubblicati sulla rivista Nature aiutano a comprendere gli strani comportamenti dell’acqua, fondamentali per la vita sul pianeta.
L’acqua ha delle strane proprietà rispetto alla grande maggioranza delle molecole tra cui una insolitamente forte tensione superficiale (che permette ad esempio a molti insetti di ‘pattinare’ sulla sua superficie), una grande capacità di immagazzinare calore mantenendo così temperature stabili su tutto il pianeta, e soprattutto quando ghiaccia avere una densità minore rispetto all’acqua liquida (fenomeno che permette ad esempio che la vita acquatica prosegua anche nei periodi di grande freddo).
Alla base di tutte queste proprietà ci sono i legami che si formano tra le molecole d’acqua, in particolare tra gli atomi di idrogeno di una molecola, carichi positivamente, con l’ossigeno delle altre, carico negativamente. Ma per analizzare più in dettaglio quel che avviene tra le molecole i ricercatori hanno posto sotto la ‘luce’ di elettroni ad alta energia dei sottilissimi getti d’acqua (di appena 100 nanometri, ossia 1000 volte più sottili di un capello) e creato una sorta di slowmotion per analizzarne il comportamento e cercare eventuali ‘stranezze’.
I dati hanno indicato che quando le molecole vengono ‘illuminate’ si generano delle particolari vibrazioni che portano inizialmente gli atomi di idrogeno ad attrarre quelli di ossigeno e subito dopo a spingerli via con forza, espandendo così lo spazio tra le molecole. “Sebbene si sia ipotizzato che questo cosiddetto effetto quantistico nucleare sia al centro di molte delle strane proprietà dell'acqua, questa è la prima volta che viene osservato direttamente”, ha detto Anders Nilsson, dell’università di Stoccolma e uno degli autori del lavoro. L’esperimento, aggiungo i ricercatori, ha aperto le porte a una nuova tecnica per indagare la natura quantistica dei legami idrogeno e sul ruolo che svolgono non solo nell’acqua ma forse in molti altri processi chimici e biologici.
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