水在零下45度也可以不結冰!你信嗎?

2021-02-15 科學解碼

北京時間1月11日消息，據國外媒體報導，你肯定知道水的冰點是0攝氏度，但這並非水能達到的最低溫。低於冰點的水名叫「超低溫水」。近日，幾所實驗室的科學家造出了目前溫度最低的水。

一支研究團隊成功將液態水溫度降到了230開爾文，另一支則取得了228開爾文的成績（約合零下45攝氏度）。這單從科學角度來看已經很酷炫了，因為「超低溫」領域的研究難度很大。

但還不僅於此：水具有奇異的特性，並且對幫助我們了解地球而言意義重大。此外，水有時還會違背我們在中學課本上學到的規則：地球上的水可以低至零下35攝氏度，卻仍能保持液態。並且在如此低的溫度下，水的奇異特性還會變得更加奇特。事實上，在該溫度範圍附近，水便可達到所謂的「奇點」。

「水究竟能達到何種形式的奇點，這仍是一個未解之謎，激發人們提出了多種互相矛盾的理論。」由法蘭克福大學核物理研究所博士生克勞迪亞·高伊（Claudia Goy）帶領的研究團隊在論文中寫道。而另一支由瑞典、韓國和日本科學家組成的團隊也許已經達到了這一奇點，並於上周在《科學》上發表了論文。

這裡要說明的是，物理學家僅用溫度來描述一群分子的平均動能水平。總的來說，分子的運動和振動越少，溫度就越低。因此這並不等同於北極圈中的刺骨低溫，而是一種物理學家用來描述一群粒子行為的系統。

而這些分子是否會「凍結成冰」、或形成晶體，還要取決於其它因素。需要先形成凝結核，隨後逐漸吸引其它分子。水在低於冰點時很容易形成晶體，但科學家可以通過特殊系統避免形成結晶。此外，水還擁有一些與其它液體不同的特性，比如在結冰時體積會增加，其它液體則一般不會出現這種情況。

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