hirdetés
2025. április. 02., szerda - Áron.
hirdetés

 

A víz kvantum furcsasága tartja fenn az életet

Pengeélen táncolnak a víz életadó tulajdonságai, derül ki egy új kutatásból, ami szerint az általunk ismert élet a kvantum erők egy véletlen, ugyanakkor rendkívül törékeny egyensúlyán alapul.

A víz bolygónk egyik legkülönösebb folyadéka, mégis elsősorban bizarr tulajdonságainak köszönhetjük létezésünket. Például azáltal, hogy folyékony halmazállapotának nagyobb a sűrűsége mint szilárdé, a jég lebeg a vízen, lehetővé téve a vízben élő lények számára a túlélést a részlegesen befagyott tavakban és folyókban. Felmelegítéséhez a legtöbb folyadékkal ellentétben rengeteg hőre van szükség, biztosítva az emlősök testhőmérsékletének szabályozását, emellett azonban számos alapvető funkció nélkülözhetetlen eleme.

Számítógépes szimulációk azonban azt mutatják, hogy a kvantum mechanika kis híján elvette a víztől ezeket az életadó sajátosságokat, melyek döntő többsége a H2O molekulákat hálózati rendszerben összetartó gyenge hidrogénkötéseknek köszönhető. A jég molekulákat összetartó hidrogénkötés például sokkal nyitottabb szerkezetű, mint a folyékony vízé, ezért alacsonyabb a sűrűsége. Ezzel szemben hidrogénkötések nélkül a folyékony molekulák szabadon mozognak és több helyet töltenek ki a merev szilárd szerkezetekben. 

A kvantum hatásokat is magukba foglaló szimulációkban azonban váltakozik a hidrogénkötés hossza a Heisenberg határozatlansági elvnek köszönhetően, ami kimondja, hogy egy részecske helyzetét és sebességét (illetve impulzusát) egyidejűleg nem lehet pontosan meghatározni. Ez instabillá teszi a hálózatot, és elvileg megfosztaná a vizet több különleges tulajdonságától. Hogy a víz hogyan képes mégis hidrogénkötések hálójaként fennmaradni a kvantum hatások ellenére, azt mind máig rejtély övezte.

2009-ben Thomas Markland elméleti tudós, aki jelenleg a kaliforniai Stanford Egyetemen tevékenykedik, munkatársaival felvázolt egy megoldást arra, miért nem omlik össze teljesen a víz törékeny szerkezete. Kiszámították, hogy a határozatlansági elv hatással lehet minden egyes vízmolekula közötti kötés hosszára is, méghozzá oly módon, hogy az megerősíti a molekulák közötti vonzást, fenntartva a hidrogénkötés hálózatot. "A víznek véletlenül két kvantum hatása is van, amik kioltják egymást" - mondta Markland.

Egészen mostanáig azonban nem volt lehetőség a vízmolekulákon belüli kötések hosszában előforduló különbségek alátámasztására. Ezt a hiányt pótolta a brit Bath Egyetem Philip Salmon vezette csapata. Kutatásukhoz nehéz vizet használtak, amiben a molekulák két hidrogén atomját deutériumra, a hidrogén egy izotópjára cserélték, ami egy neutront és egy protont is tartalmaz. Az így keletkező többlet tömeg ellenállóbbá tette a víz ezen változatát a kvantum határozatlanságokkal szemben. "Olyan mintha a kvantum mechanikát félig kikapcsolnánk" – mondta Chris Benmore, az illinois-i Argonne Nemzeti Laboratórium tudósa, aki nem vett részt a tanulmányban. 

A teljes cikk az sg.hu-n

Balázs Richárd
a szerző cikkei

(forrás: sg.hu)

cimkék

Olvasói vélemény: 0,0 / 10
Értékelés:
A cikk értékeléséhez, kérjük először jelentkezzen be!
hirdetés

Könyveink

  • learn more Száz kémiai mítosz. Tévhitek, félreértések, magyarázatok

    Tudásunk nem jelentéktelen hányadát képezik a különböző tévhitek. Ezek olyan tudományosan nem...

  • learn more Motivációs interjú a klinikai gyakorlatban

    Nagyszerű könyv mind a tapasztalt szakemberek, mind a kezdő klinikusok számára. Klinikusként gyakran kerülünk olyan...

  • learn more A magyar festőművész-géniuszok sorsa

    A szerző a kötetben orvosi szempontból értékeli a festőművészek testi és lelki egészségének általános szabályszerűségeit,...

  • learn more Májsebészet

    A könyv elsődleges célja olyan májsebészeti munka létrehozása, amely segítséget nyújthat ügyeleti éjszakán a fiatal szakorvosnak, ha többek között rupturált...

  • learn more Figyelem és értelmezés

    „Amit ezzel a könyvvel kapcsolatban mondok, az a pszicho-analitikus ülésre is érvényes; határozottan az a benyomásom, hogy a pszicho-analitikus...

  • learn more Orbán Viktor és te

    Orbán Viktorra égető szükségünk van. Vagy talán nem is rá, hanem arra az Orbán Viktor-képre, amit a stábjával együtt professzionálisan alkotott meg,...

  • learn more Fukushima [3.11] Maradjunk vagy menjünk? (memoár) - Személyes történet a 2011-es tohokui földrengésről, tsunamiról és a fukushimai atomkatasztrófáról

    Popovics Péter a családjával együtt 10 évet élt Japánban, és Yokohamában (Fukushimától 180 km-re) élte át a 2011 márciusi történelmi földrengést, melynek következményei gyökeresen megváltoztatták mindannyiuk életét. Az emlékirat egyrészt a szerző gyerekeinek nyújt magyarázatot a család gyökereire, másrészt pedig feldolgozza családjuk azon megpróbáltatásait, melyekre a fukushimai atomerőműbaleset következtében az események sodrása nem adott lehetőséget. A könyv központi része a földrengés napjától számítva napi bontásban mutatja be a katasztrófa kibontakozásával párhuzamosan a velük történteket mindaddig, amíg el nem hagyták Japánt. Nyelv: magyar...

  • learn more Recept nélkül kapható gyógyszerek

    Ez a könyv gyógyszerekhez nyújt segítséget, a recept nélkül kapható gyógyszerek a témája. A gyógyszerész ismeri a hatóanyagokat,...

  • learn more A születés traumája

    A születés traumája néhány év híján százéves mű – romantikusan szövevényes, néhol szinte megfejthetetlen, néhol teljesen modern és ma is a...

  • learn more Aneszteziológia és intenzív terápia

    A jegyzet célja: megismertetni az anesztéziát és az intenzív terápiát, valamint hidat építeni az első években megszerzett...

  • learn more A légzésrehabilitáció elmélete és gyakorlata

    A rehabilitáció fontosságát nem szükséges hangsúlyozni. Az elmúlt években Magyarországon három jelentõs...

  • learn more Méregtől a gyógyszerig

    Az író legjelentősebb cikkeiből történt válogatás mind az értő, mind a laikus olvasó számára értékes és érdekes ismeretanyagot nyújt. A...

  • learn more 150 EKG kérdés (javított kiadás)

    Bár a gyakorlat és a tapasztalat semmivel sem helyettesíthető, ez a könyv egy lépéssel közelebb áll a klinikai valósághoz, mint azok a...

  • learn more Marketing pirula recept nélkül

    A könyv az egészségügy speciális, de sokakat érintő területét vizsgálja, és az elméletet egyben konkrét gyakorlati példákkal...

  • learn more Transzfúzió

    A könyv a hazai palettáról évek óta hiányzó munkát pótol. A vérátömlesztés a mindennapi klinikai/kórházi munka során napjainkban is gyakori (olykor...

  • learn more A csontritkulásról - Patika Magazin könyvek

    Hogyan működik a csontszövet? Mik a csontritkulás rizikófaktorai? Mennyire meghatározó a gyermekkor, és mire kell...

  • learn more A fogyasztóra hangolva

    A fogyasztók dühösek, nagyon dühösek! A válság zűrzavarában nyugtalanok és rosszkedvűek: úgy érzik, hogy becsapták és magukra hagyták őket....

  • learn more Kisklinikumi szakismeretek

    Fejezetei a különféle betegségben szenvedők ápolását mutatják be betegségtípusonként, jól áttekinthető, tagolt formában, amely...

  • learn more Balneoterápia és hidroterápia

    Magyarország termálforrásokban gazdag. Így számos természetes gyógytényezőt alkalmazunk a gyógyítás céljára. A balneoterápia...

  • learn more Csoportdinamika

    Ez a könyv Rudas János harmadik műve a csoportokról. Aki korábban tanulta és gyakorolta az önismereti, személyiségfejlesztési, emberierőforrásfejlesztési...