L'eau, cette molécule si commune, révèle encore des propriétés insoupçonnées. Des scientifiques ont simulé un comportement jamais observé, ouvrant des perspectives inédites.
L'équipe de l'Université de Californie à San Diego a utilisé des méthodes innovantes pour explorer les propriétés de l'eau. Leurs simulations, basées sur l'apprentissage automatique et la mécanique quantique, ont permis de modéliser une transition entre deux phases liquides distinctes. Cette découverte, publiée dans
Nature Physics, pourrait avoir des implications majeures.
Les chercheurs ont identifié un point critique où l'eau se sépare en deux phases liquides. Ce phénomène se produit à des températures extrêmement basses et sous haute pression. Les simulations montrent que l'eau oscille alors entre une phase de haute densité et une autre de faible densité.
Francesco Paesani et son équipe ont développé un modèle moléculaire avancé, MB-pol, pour ces simulations. Ce modèle prend en compte les interactions quantiques entre molécules, offrant une précision inégalée. Il a permis de prédire des comportements de l'eau jusqu'alors théoriques.
Les supercalculateurs ont joué un rôle clé dans cette recherche. Les calculs, qui ont duré près de deux ans, ont nécessité des ressources informatiques considérables. Cette approche ouvre la voie à de nouvelles découvertes en science des matériaux.
Les applications potentielles de cette découverte sont vastes. Parmi elles, la création de liquides synthétiques capables de capturer des polluants. Cependant, la confirmation expérimentale de ce phénomène reste à effectuer.
Cette étude marque une étape importante dans la compréhension de l'eau. Elle combine avancées technologiques et théoriques, illustrant le potentiel des simulations moléculaires. La communauté scientifique attend maintenant des preuves expérimentales.
Qu'est-ce qu'une transition liquide-liquide ?
Une transition liquide-liquide décrit un phénomène où un liquide se sépare en deux phases distinctes sans changement d'état. Contrairement aux transitions solide-liquide ou liquide-gaz, cette transformation est moins intuitive. Elle implique des différences de densité et d'organisation moléculaire entre les deux phases.
Dans le cas de l'eau, cette transition se produit sous des conditions extrêmes de température et de pression. Les molécules d'eau s'organisent alors de manière différente, créant deux liquides aux propriétés distinctes. Ce comportement est rare et difficile à observer.
Les simulations informatiques ont permis de visualiser ce phénomène. Elles montrent comment les molécules d'eau passent d'une phase à l'autre. Cette découverte enrichit notre compréhension des propriétés fondamentales de l'eau.
La transition liquide-liquide pourrait expliquer certains comportements qualifiés jusqu'ici d'anormaux de l'eau. Par exemple, sa densité maximale à 4°C pourrait être liée à ce type de phénomène. Les recherches se poursuivent pour explorer ces hypothèses.