Tutkijat saivat selville alimman lämpötilan, johon vesi voidaan jäähdyttää ennen sen jäätymistä. 

Yksi veden mysteereistä on nyt saatu ratkaistua. Aiemmin ei ole tiedetty, mikä on alin lämpötila, jossa vesi pysyy nestemäisenä. Myös kiteytymisen mekanismi on ollut hämärän peitossa – se, minkä kokoisia ja minkä muotoisia kiteitä vedestä ensimmäisenä kiteytyy.

Normaalioloissa veden jäätymispiste on toki nollassa asteessa. Sen sijaan niin sanottu alijäähtynyt vesi pysyy nestemäisenä hyvin matalissakin lämpötiloissa.

Esimerkiksi pilvipisaroissa vesi voi esiintyä nestemäisenä, vaikka yläilmoissa olisi kovakin pakkanen, kun jäätymisytimiä eli ilman hiukkasia ei ole tarpeeksi.

Jäätymisytimille on käyttöä muutenkin: isossakin määrässä vettä, kuten vaikka ämpärissä, kiteytyminen alkaa ensiksi nimenomaan sen sisältämien epäpuhtauksien ympärille sekä siihen kosketuksissa olevaan pintaan.

Salt Lake Cityssä Utahin yliopiston tutkijat käyttivät molekyylien mallinnusta, joka mahdollistaa veden alijäähtymisen monipuolisen tarkastelemisen.

He huomasivat, että alijäähtyneessä vedessä nelihaaraisten molekyylien suhteellinen osuus kasvaa nopeasti ennen jäätymistä. Myös jääkiteet ovat muodoltaan nelikulmaisia.

Simulaatioiden, klassisen nukleaatioteorian sekä kokeellisten tutkimusten perusteella tutkijat saivat selville, että veden kiteytymisvauhti saavuttaa maksiminsa 225 Kelvinissä eli -48 Celsius-asteessa. Sen alapuolelle nestemäinen vesi ei pääse.

Tämä löydetty veden molekyylirakenteen muuttuminen saattaa vaikuttaa myös sen muihin outoihin termodynaamisiin ominaisuuksiin, tutkijat arvelevat.

Tutkimuksen julkaisi Nature.