Čikāgas universitātes zinātnieki ir veikuši kvantu simulācijas, lai modelētu ūdens izturēšanos ekstremālos apstākļos, kas atrodami Zemes mantijā. Pētnieku raksts tika publicēts žurnālā Proceedings of the National Academy of Sciences. Zinātniskais darbs ir apkopots paziņojumā presei vietnē EurekAlert !.
Īpaši augstā temperatūrā un spiedienā ūdenim sāk parādīties anomālas īpašības, vienlaikus atrodoties dažādās fāzēs. Tas var būt šķidrs, ja barotnes temperatūra ir 10 reizes augstāka par viršanas temperatūru, kā arī var apvienot šķidruma un cietās vielas pazīmes.
Zinātnieki imitēja apstākļus, izmantojot superdatoru, paaugstinot vides, kurā atrodas ūdens molekulas, temperatūru un spiedienu līdz vērtībām, kas attiecīgi ir 40 reizes un 100 tūkstošus reižu lielākas nekā normālos apstākļos. Šādu eksperimentu nav iespējams veikt laboratorijā, jo ūdens sāk ķīmiskās reakcijās ar iekārtas materiālu. Vienkāršības labad pētnieki apskatīja tikai nelielu skaitu H2O molekulu, pārbaudot to kvantu stāvokļus ekstremālos apstākļos.
Pētnieki ir parādījuši, ka 1000 Kelvina (726 grādi pēc Celsija) un 11-20 gigapaskalu (GPa) spiediena ūdens ir šķidrā fāzē un ātri sadalās jonos, kas nekavējoties rekombinējas. Šis process tiek veikts, izmantojot bimolekulāru mehānismu, kad divu molekulu kinētiskā enerģija ir tik liela, ka sadursmē tās sabojājas. Iegūtie īslaicīgie joni pilda lādiņu nesējus, kas izskaidro, kāpēc ūdens elektriskā vadītspēja tik ekstrēmā vidē ir par 6–7 lielumiem augstāka nekā normālos apstākļos. Šajā gadījumā ūdeņraža saites starp molekulām, nodrošinot šķidru stāvokli, tiek saglabātas vismaz pie spiediena līdz 20 gigapaskaliem.