გამოხდილი წყალი თითქმის სრულყოფილი დიელექტრიკია. ბუნებაში არსებული წყალი ელექტრობას ატარებს, რადგან მასში მინარევებიცაა, რომლებიც თავისუფალ იონებად იშლება და ელექტრულ დენს გავლის საშუალებას აძლევს. გამოხდილი წყალი "ლითონური" — ელექტრობის გამტარი — მხოლოდ ძალიან მაღალ წნევაზე ხდება, რაც ლაბორატორიულ პირობებში ვერ მოხერხდება.

მაგრამ, როგორც მეცნიერებმა ახლახანს პირველად დაამტკიცეს, მხოლოდ მაღალი წნევა არაა ის, რასაც გამოხდილ წყალში ლითონური თვისებების წარმოქმნა შეუძლია.

გამოხდილი წყლის კონტაქტში შეყვანით იმ ტუტე მეტალთან, რომელსაც ელექტრონების გაზიარება ახასიათებს — ამ შემთხვევაში, ნატრიუმისა და კალიუმის შენადნობთან — შეიძლება თავისუფლად მოძრავი დამუხტული ნაწილაკები მომრავლდეს და წყალმა ლითონური თვისებები შეიძინოს.

მიუხედავად იმისა, რომ მიღებული გამტარობა მხოლოდ რამდენიმე წამის განმავლობაში გრძელდება, ეს ძალიან მნიშვნელოვანი ნაბიჯია, რათა წყლის ამ ფაზის გამოკვლევა მასზე პირდაპირი დაკვირვებით შევძლოთ.

"ლითონურ წყლამდე ფაზური გარდაქმნის ხილვა შეუიარაღებელი თვალითაც შეგიძლიათ. ნატრიუმისა და კალიუმის შენადნობის ვერცხლისფერი წვეთი ოქროსფერი ნათებით იფარება, რაც ნამდვილად შთამბეჭდავი სანახაობაა", — თქვა რობერტ საიდელმა, გერმანიის ჰელმჰოლცის მატერიებისა და ენერგიის ცენტრის ფიზიკოსმა.

საკმარისად მაღალ წნევაზე, თეორიულად თითქმის ნებისმიერი ნივთიერება შეიძლება გამტარი გახდეს. იდეა იმაში მდგომარეობს, რომ თუ ატომებს ერთად საკმარისად მჭიდროდ შეაჯგუფებ, გარე შრის ელექტრონთა ორბიტალები ერთმანეთის გადაფარვას დაიწყებს და ისინი აქეთ-იქით ამოძრავდებიან. წყლის შემთხვევაში ამისათვის საჭირო წნევას 48 მეგაბარი წარმოადგენს — ზღვის დონეზე არსებულ დედამიწის ატმოსფერული წნევაზე 48 მილიონჯერ მეტი.

მიუხედავად იმისა, რომ ამის გადაჭარბება ლაბორატორიულ პირობებში მომხდარა, მეტალური წყლის შესასწავლად ასეთი ექსპერიმენტები შეუსაბამო იქნება, ამიტომაც მკვლევართა გუნდი, რომელსაც ჩეხეთის მეცნიერებათა აკადემიის ბიოქიმიკოსი პაველ ჯუნგვირტი გაუძღვა, ტუტე მეტალებს მიუბრუნდა.

ეს ნივთიერებები გარე შრის ელექტრონებს ძალიან მარტივად გასცემენ, რაც ნიშნავს, რომ ისინი დიდი წნევის ქვეშ მყოფი გამოხდილი წყლის ელექტრონ-გამზიარებელი თვისებების გამოწვევას მაღალი წნევის გარეშე შეძლებდნენ, სადაც ერთადერთი პრობლემაა: ტუტე მეტალები თხევად წყალთან მაღალი რეაქციისუნარიანობით გამოირჩევა, ზოგჯერ რეაქცია აფეთქებითაც კი მიმდინარეობს.

გუნდმა ამის გადასაჭრელად საკმაოდ მოხერხებული გზა გამონახა: რა მოხდება, თუ მეტალის წყალში ჩაგდების ნაცვლად, თავად მეტალს დავასხამთ წყალს?

ვაკუუმის კამერაში მათ მილიდან ნატრიუმისა და კალიუმის შენადნობის პატარა წვეთის ამოყვანით დაიწყეს, რომელიც ოთახის ტემპერატურაზე თხევადია, შემდეგ კი ძალიან ფრთხილად დაამატეს გამოხდილი წყლის თხელი ფენა ორთქლური დალექვის საშუალებით.

კონტაქტის შედეგად, ელექტრონები და მეტალის კათიონები (დადებითად დამუხტული იონები) შენადნობიდან წყალში გადავიდა, რამაც წყალს არა მხოლოდ ოქროსფერი ნათება მიანიჭა, არამედ გამტარადაც გარდაქმნა იგი — ზუსტად ისე, როგორც მაღალი წნევის პირობებში მეტალურ გამოხდილ წყალში ვიხილავდით.

მოვლენა ოპტიკური არეკვლის სპექტროსკოპიითა და სინქრონოტრონის რენტგენის სხივების ფოტოელექტრონული სპექტროსკოპიის საშუალებით დადასტურდა. ორმა თვისებამ — ოქროსფერმა ბზინვარებამ და გამტარულმა დიაპაზონმა — ორი სხვადასხვა სიხშირული საზღვრები დაიკავა, რამაც მეცნიერებს მათი ზუსტად ამოცნობის საშუალება მისცა.

დედამიწაზე ფაზური გარდაქმნის უკეთ გაგებასთან ერთად, კვლევის საშუალებით შესაძლოა დიდ პლანეტებში ძალიან მაღალი წნევის პირობები ახლოდანაც შევისწავლოთ.

მზის სისტემის ყინულოვან პლანეტებში, თუნდაც ნეპტუნსა და ურანში, ვარაუდობენ, რომ თხევადი მეტალური წყალბადი ტრიალებს. ამასთანავე, მხოლოდ იუპიტერს გააჩნია საკმარისად მაღალი წნევა, რათა გამოხდილი წყლის მეტალიზაცია მოხდეს.

პერსპექტივა იმისა, რომ გარემოებების გამეორებას მზის სისტემის პლანეტარულ კოლოსში შევძლებთ, მართლაც ამაღელვებელია.

"ჩვენი კვლევა არა მხოლოდ იმას გვაჩვენებს, რომ მეტალური წყლის წარმოქმნა დედამიწაზე მართლაც შესაძლებელია, არამედ სპექტროსკოპიურ თვისებებსაც გამოსახავს, რომლებიც მის მშვენიერ, ოქროსფერ, მეტალურ ბზინვარებასთან ასოცირდება", — თქვა საიდალმა.

კვლევა ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნდა.