Kuva: NOAA
Kuva: NOAA

Kvanttifysiikka kertoo vedestä uusia asioita ilman laboratoriokokeita.

Fyysikot ovat ryhtyneet paljastamaan veden ominaisuuksia käyttämällä huippunopeita tietokoneita ja kvanttifysiikkaa. Näin he auttavat muun muassa biologeja selvittämään elämän mysteereitä - perustuuhan tuntemamme elämä nestemäiseen veteen. Myös seuraavan sukupolven vesivoimaloiden suunnittelijat hyötyvät uusista simulaatioista.

”Juokseva vesi ei ole lainkaan yksinkertainen aine. Sillä on useita muista nesteistä eroavia ominaisuuksia, esimerkiksi se, että vesi on tiheimmillään neljäasteisena. Siksi jää kelluu. Muiden aineiden kiinteä olomuoto uppoaan nesteeseen”, selittää simulaatioita tehnyttä ryhmää johtava Delawaren yliopiston professori Krzysztof Szalewicz instituuttinsa tiedotteessa. Niin ikään vesi imee paljon lämpöä ennen kuin se kuumenee. Toisaalta se jäähtyy hyvin hitaasti.

Ennen Szalewicziä ja kumppaneita veden tutkimiseen käytettiin simulaatioita, jotka perustuivat perusfysiikan lisäksi laboratoriotuloksiin. Laboratoriotulosten käyttö ”peitti” joitakin ilmiöitä alleen. Nyt tietokoneet ovat niin tehokkaita, että ne pystyvät käsittelemään vettä pelkästään ratkaisemalla kvanttifysiikan yhtälöitä. Näin Szalewicz ryhmineen saa entistä enemmän irti vedestä.