Zinātnieki no Bāzeles Universitātes Šveicē ir atraduši anomālu īpašību ūdenī, kas izpaužas faktā, ka dažas tā molekulas (para-izomēri) ķīmiskā reakcijā nonāk labāk nekā citi (orto-izomēri). Pētnieku raksts tika publicēts žurnālā Nature Communications. Par to ziņo Science Alert.
Ūdens molekula pastāv divās formās - orto- (o-) un para-ūdenī (p-ūdenī), kas viens no otra atšķiras ar kopējo kodola griešanās vērtību, ko veido ūdeņraža kodolu griešanās, kas veido molekulu. O-ūdenim tas ir vienāds ar vienu, bet p-ūdenim - nulle. Spins nevar mainīties izolētās molekulās, tas tiek saglabāts arī sadursmēs ar citām molekulām un pat ķīmiskās reakcijās. Griezienu atšķirības ietekmē rotācijas simetriju, tāpēc p-ūdens molekula būs simetriska, bet o-ūdens - antisimetriska (lai atgrieztos sākotnējā stāvoklī, nepieciešama pilna apgrieziena). Tomēr līdz šim nebija zināms, vai griezieni var noteikt dažādas o- un p-ūdens ķīmiskās īpašības.
Pētnieki jonu slazdā izveidoja putekļainu plazmas kristālu no kalcija un diazenilium (N2H +) joniem un izsekoja, kā dažādas ūdens formas reaģē ar to. Tā kā para-izomēri spēcīgākā elektriskā laukā novirzās to nozīmīgā dipola momenta dēļ, tas ļāva zinātniekiem atdalīt divas ūdens formas viena no otras. Tad kristālu bombardēja ar ūdens molekulām, un pēc atlikušo diazelīnija jonu daudzuma pētnieki noteica, kurš izomērs vislabāk reaģēja ar kristālu.
Izrādījās, ka paraūdens molekulu rotācijas simetrija padarīja tās par 23 procentiem reaktīvākas nekā ortoūdens. Tādējādi pirmo reizi tika pierādīts, ka poliaatomisko molekulu ķīmiskā reakcija ar joniem ir atkarīga no rotācijas simetrijas.