نُشِر هذا المقال في مجلة “وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم” في الولايات المتحدة الأمريكية، حيث التعاون بين جامعتي “بريستول” و”طوكيو” أنشأ طريقًا جديدًا لفهم ما يجعل أيّ سائل يتصرف مثل الماء، فعند مقارنتها بسائل عادي، أظهرت المياه مجموعة كبيرة من الحالات الشاذة، مثل حقيقة أن الماء السائل يتمدد عند التبريد تحت 4 درجة مئوية، وهو المسؤول عن تجمد قمم البحيرات أكثر من قيعانها، كما أن الماء يصبح أقل لزوجةً عند ضغطه، وكذلك التوتر السطحي المرتفع بشكل غير عادي الذي يسمح للحشرات بالسير على سطح الماء.
ومن وجهة نظر “أنثروبولوجية”، كان لجزيء الماء خصائص فريدة من نوعها لكونه صقلًا، وبعد ملاحظة ذلك؛ فإن التعاون بين الدكتور “جون روسو” من كلية الرياضيات بجامعة “بريستول” والبروفيسور “هاجيمي تاناكا” من جامعة “طوكيو”، سخر من قوة الحواسيب الخارقة القوية، باستخدام النماذج الحسابية لتثبيط تفاعلات المياه.
وهذا أظهر كيف يمكن أن نُغيِّر الخصائص الشاذة للماء، وتحويلها إلى خصائص السائل البسيط، فمثلًا بدلًا من الطفو على الماء، يمكن تغيير كثافة الجليد باستمرار حتى تغوص، ويمكن عمل الشيء ذاته مع جميع شذوذ المياه.
وقال الدكتور “روسو”: “مع هذا الإجراء، وجدنا أن ما يجعل المياه تتصرف بشكل غير طبيعي هو وجود ترتيب معين لجزيئات الماء، مثل الترتيب رباعي الأسطح، حيث جزيء الماء يكون عبارة عن “هيدروجين” مُرتبِطًا بأربعة جزيئات موجودة على رؤوس رباعي الأوجه، ويمكن لأربعة من هذه الترتيبات رباعية الأسطح أن تنظم نفسها بطريقة تشترك فيها في جزيء ماء في المركز دون حدوث تداخل، كما أن وجود هذا الترتيب المرغوب به للغاية لجزيئات الماء، يخلط مع الترتيبات الأخرى المُضطرِبة التي تعطي الماء خصائصه الغريبة”.
ونعتقد أن هذا العمل يُقدِّم تفسيرًا بسيطًا للحالات الشاذة ويُسلِّط الضوء على الطبيعة الاستثنائية للمياه، مما يجعلها مميزة للغاية مقارنة بأي مادة أخرى.
كتابة: ميار محسن
مراجعة: سارة ياسر
تصميم: ميار محمد
تحرير: اسلام حمدي
