在临界温度远低于0°C的过冷水中发现异常行为

巴西研究人员提出的理论模型可以应用于两个能级共存的任何系统。

水在远低于0 C的温度下仍可以保°持液态。这一阶段被称为过冷状态，目前是科学研究的重点。巴西圣保罗州立大学（UNESP）开发的理论模型表明，在过冷水中，存在一个临界点，在该临界点上，诸如热膨胀和可压缩性之类的特性会表现出异常行为。

这项研究得到了FAPESP的支持，该研究是由里约克拉罗市UNESP地球科学与精确科学研究所物理系教授Mariano de Souza领导的。Souza及其合作者发表的一篇描述该研究的文章已发表在《科学报告》上。

“我们的研究表明，第二个临界点类似于在约374 C和约22兆°帕的压力下水中的液-气过渡，” Souza告诉AgênciaFAPESP。

液相和气相在约374°C的水中共存°。这种奇特行为的起源可以在例如高压锅中观察到。此时，水的热力学性质开始表现出异常行为。因此，这一点被视为“关键”。

在过冷水的情况下，两相也共存，但均为液态。一个更密集，另一个更不密集。如果将系统继续适当冷却°至0°C以下，则相图上会出现两相稳定性下降的现象，水开始结晶。这是第二个关键点，由最近的研究从理论上确定。

“研究表明，第二个临界点出现在180开尔文[约-93 C]的范围°内。高于此点，可以存在液态水。这就是所谓的过冷水。”

“最有趣的部分是，我们为水开发的理论模型可以应用于两个能量规模共存的所有系统。例如，它适用于铁基超导体系统，其中还存在一个向列相[分子取向为平行线但未排列在明确定义的平面中]。这个理论模型源自我们在研究实验室中进行的几次低温热膨胀实验。”

这个通用模型是通过对Grüneisen参数的理论改进而获得的，该参数以德国物理学家EduardGrüneisen（1877-1949）的名字命名。简而言之，该参数描述了温度和压力变化对晶格的影响。

“我们对Grüneisen和伪Grüneisen参数的分析可用于调查具有两个能级的任何系统中的关键行为。只需根据感兴趣的系统对关键参数进行适当的调整即可。” Souza说。

参考：加布里埃尔·戈麦斯（Gabriel O.Gomes），尤金·斯坦利（H.Eugene Stanley）和马里亚诺·德·索萨（Mariano de Souza）的“增强的过冷水中Grüneisen参数”，科学报告，2019年8月19日。DOI：
10.1038 / s41598-019-48353-4