Suurbritannia Bristoli ülikooli ja Jaapani Tokyo ülikooli teadlased on selgitanud vee anomaalseid omadusi, mis sellel vee jahtumisel ja külmumisel ilmnevad. Selleks tegid teadlased arvutimodelleerimise abil muudatusi H2O molekuli struktuuris, andes sellele uued funktsioonid. Sellest teatab Science Alert.
Tavaliselt muutuvad vedelikud nende temperatuuri langedes tihedamaks, kuid vesi saavutab oma maksimaalse tiheduse nelja Celsiuse kraadi juures. Selle punkti all tihedus jälle väheneb, mille tagajärjel hõljub jää veekogude pinnal. Lisaks on veel kõrge pindpinevus, mis annab elavhõbeda vedelale vormile kõrge keemistemperatuuri ja on hea lahusti.
Selliseid füüsikalisi tunnuseid seletatakse vesimolekulide vahel, mis tekivad veemolekulide vahel. Viimased ühenduvad omavahel ja moodustavad tetraeedri (kolmnurkse püramiidi).
Teadlased on vee molekulaarse struktuuri erinevate mudelite loomiseks kasutanud superarvutit. Selleks varieerisid nad parameetrit λ, mida nimetatakse Stillinger-Weberi potentsiaaliks ja mida kasutatakse molekulide tetraeedrilise paigutusega ainete füüsikaliste omaduste kirjeldamiseks. Teadlased jälgisid, kuidas potentsiaali muutused mõjutasid aine tihedust ja aatomite vaheliste keemiliste sidemete arvu (kahe oleku mudel). See võimaldas arvutada, millistel λ väärtustel avalduvad vee anomaalsed omadused.
Selgus, et Stillinger-Weberi potentsiaali suurenemisega muutuvad tihedusega seotud vee anomaalsed omadused nõrgemaks. Selle tagajärjel nihkub maksimaalne tihedus vedeliku-jää faasi ülemineku suunas ja vee tahke vorm kaotab ujuvuse. Kui λ väheneb, nõrgenevad ka kahe oleku mudeli järgi ennustatud omadused.
