Osservate le proprietà quantistiche dell'acqua: Possono spiegarci la sua "stranezza"

Osservate le proprietà quantistiche dell'acqua: Possono spiegarci la sua 'stranezza'
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Un gruppo di ricercatori ha osservato per la prima volta le proprietà quantistiche dell’acqua, permettendo di progredire nella comprensione dello straordinario composto chimico fondamentale per la vita sulla Terra.

L’acqua presenta delle proprietà chimico-fisiche che permettono una serie di fenomeni estremamente variegati, ad esempio la notevole tensione superficiale e l’elevata temperatura di ebollizione. Tali qualità risultano esclusive nel “parco” dei composti chimici a stato liquido, e sono da imputare alla struttura molecolare dell’acqua, costituita dalla peculiarità di avere un atomo di ossigeno, e due di idrogeno, disposti a forma di “V”; dando perciò origine a due polarità distinte tra i due atomi di idrogeno (carica positiva), posizionati alle estremità della molecola, e l’atomo di ossigeno (carica negativa) situato al vertice.

Tuttavia, la forza che promuove maggiormente le eccezionali proprietà fisiche dell’acqua, e che è stata la protagonista dello studio pubblicato sulla rivista "Nature", è il cosiddetto “legame idrogeno”, che genera un’attrazione tra le molecole d’acqua con un’intensità nettamente superiore rispetto ad altri liquidi. Lo studio, condotto da un gruppo di ricerca internazionale facente capo al Centro d'Accelerazione Lineare di Stanford (Slac), ha analizzato il comportamento dei legami che si formano tra le molecole d’acqua, utilizzando fasci di elettroni ad alta energia (MeV-UED) per osservare la disposizione degli atomi durante il moto delle molecole di idrogeno e ossigeno. Successivamente hanno adoperato un approccio di “imaging” per creare un’immagine ad alta risoluzione del “tremolio” derivante dal legame idrogeno.

A tal proposito, il fisico dello “Slac” Kelly Gaffney, ha affermato: “Questo studio è il primo a dimostrare direttamente che la risposta dei legami idrogeno a un impulso di energia, dipende in maniera preponderante dalla natura quantomeccanica del distanziamento degli atomi di idrogeno, rappresentando il responsabile principale delle straordinarie qualità dell’acqua”. L’esperimento, aggiungono i ricercatori, ha rappresentato una nuova tecnica d’indagine per la natura quantistica dei legami idrogeno, ponendo le basi per una ricerca su larga scala della molecola H₂O.

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