Lần đầu tiên dựng được mô hình nước đóng băng

Quá trình đóng băng của nước rất phức tạp. Các nhà khoa học Nhật Bản phải mất đến 6 năm để mô hình hóa hiện tượng này, dựa trên 512 phân tử nước ảo. Thành tựu có ý nghĩa rất lớn cho việc nghiên cứu tính chất của nước và các khối băng (chiếm phần lớn diện tích trái đất).

Các nhà vật lý thuộc Đại học Nagoya (Nhật Bản) đã phát triển một phần mềm với các phương trình toán học phức tạp để điều khiển 512 phân tử nước. Khác với các phân tử kim loại hoặc muối, khi nhiệt độ hạ thấp xuống, phân tử nước không sắp xếp thành tinh thể đều đặn, mà có thể tạo thành rất nhiều dạng tinh thể khác nhau. Sự đa dạng về cấu trúc tinh thể này gây khó khăn cho việc mô hình hóa.

Các nhà khoa học Nhật Bản cho biết, mô hình của họ bao quát được tất cả những trường hợp đóng băng của nước, trong đó có cả trạng thái "supercooling" - một trạng thái mà nước vẫn giữ thể lỏng, mặc dù đã ở dưới điểm đóng băng.

Mô hình cũng cho thấy khi nhiệt độ hạ thấp, một số phân tử nước sẽ chuyển động rất chậm lại, tạo thành các "trung tâm" để cho các phân tử khác vây quanh. Rồi những "trung tâm" này sắp xếp thành một dạng cấu trúc tinh thể tạm thời để lôi kéo các phân tử khác còn đang tự do. Như vậy, từ một nhân nhỏ xíu, viên băng cứ lớn dần lớn dần rồi cuối cùng, toàn bộ nước bị đóng băng. Tuy nhiên, cấu trúc phân tử ở các lớp băng rất khác nhau.

Minh Hy (theo dpa)