წყლის მოლეკულები ერთმანეთს წყალბადური ბმებით უკავშირდება, რომელიც ამგვარ მოლეკულებს შორის არსებულ ელექტროსტატიკურ ძალას წარმოადგენს და ცილებისა და დნმ-ის მოლეკულისთვისაც დიდი მნიშვნელობა აქვს. წყალბადური ბმა წყლის სპეციფიკურ თვისებებსაც განაპირობებს, ახლა კი მეცნიერებმა პირდაპირ გამოიკვლიეს, თუ როგორ შეიძლება ბმამ მოლეკულები მოქაჩოს, როდესაც ლაზერის ზემოქმედებით აიგზნება.

კვლევა ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნდა. წყლის მოლეკულა ორი წყალბადისა და ერთი ჟანგბადის ატომისგან შედგება, რომლებიც ერთმანეთს კოვალენტური ბმებით უკავშირდება. წყალბადური ბმა კი ერთი მოლეკულის წყალბადსა (რომელიც ნაწილობრივ დადებითადაა დამუხტული) და სხვა მოლეკულის ჟანგბადს (რომელიც ნაწილობრივ უარყოფითადაა დამუხტული) შორის მდებარეობს.

ამის შესასწავლად მკვლევრებმა მოლეკულის კოვალენტურ ბმას შედარებით მეტი ენერგია მიანიჭეს, რამაც ჟანგბადსა და წყალბადს შორის მძლავრი ვიბრაციები აღძრა და გარემომცველ წყლის მოლეკულებზეც იმოქმედა. აგზნების პროცესს უფრო დიდი ძალით ჯერ მათი მოქაჩვა, შემდეგ კი გაწევა მოჰყვა.

"მკვლევრები დიდი ხნის განმავლობაში ცდილობდნენ, წყალბადური ბმის ქსელი სპექტროსკოპიული ტექნიკების გამოყენებით გამოეკვლიათ", — განაცხადა კვლევის მთავარმა ავტორმა, პროფესორმა ჯიი იანგმა ჩინეთის ცინგუას უნივერსიტეტიდან — "ექსპერიმენტის მშვენიერება იმაში მდგომარეობს, რომ პირველად შევძელით მოლეკულების მოძრაობაზე პირდაპირი დაკვირვება".

ითვლება, რომ სწორედ წყალბადური ბმა განაპირობებს იმას, რომ წყალი ასეთ მაღალ ტემპერატურაზე დუღს, თუ როგორი ფორმა აქვს მის კრისტალებს ყინულად (მათ შორის ფიფქებად) ქცევისას და რატომაა იგივე ტემპერატურულ პირობებში ყინული წყალზე ნაკლებად მკვრივი. ამ ძალის კვანტური ბუნების გაგებით, შესაძლოა, ბევრად მეტი შევიტყოთ ყოველდღიურობისაგან განუყოფელი წყლის შესახებ.

"მიუხედავად იმისა, რომ ივარაუდებოდა, ეს ე.წ. ბირთვული კვანტური ეფექტი იყო წყლის ბევრი უჩვეულო თვისების წინაპირობა, ექსპერიმენტის საშუალებით პირველად დავაკვირდით ამას უშუალოდ", — დაამატა თანაავტორმა ანდერს ნილსონმა, სტოკჰოლმის უნივერსიტეტის პროფესორმა — "კითხვა იმაში მდგომარეობს, შეიძლება თუ არა ეს კვანტური ეფექტი იყოს დაკარგული რგოლი იმ თეორიულ მოდელებში, რომელიც წყლის ანომალიურ თვისებებს აღწერს".

ექსპერიმენტს გასაოცრად ზუსტი მიდგომა დასჭირდა. მკვლევრებმა ბმაში 4 პიკომეტრის (4×10^-12 მეტრი) შეკუმშვა გაზომეს, რაც დაახლოებით წყალბადატომის დიამეტრის 1/12 ნაწილს უდრის. მოქაჩვა 0,08 პიკოწამის განმავლობაში გაგრძელდა, რაც ნამდვილად ძალიან მოკლე დროა.

"წყალბადატომთა მასის სიმცირე მათ ტალღისმაგვარ კვანტურ ქცევას უწყობს ხელს", — ხსნის დოქტორი კელი გაფინი, სტენფორდის უნივერსიტეტის დამოუკიდებელი ლაბორატორიის მეცნიერი — "ეს პირველი კვლევაა, რომელმაც პირდაპირ დაამტკიცა, რომ წყალბადური ბმის ქსელის რეაგირება ენერგიის იმპულსზე მნიშვნელოვნადაა დამოკიდებული წყალბადატომთა განლაგების კვანტურ-მექანიკურ ბუნებაზე, რაზეც დიდი ხნის განმავლობაში ვარაუდობდნენ, რომ წყლის უნიკალურ თვისებებსა და წყალბადური ბმების ქსელზეა პასუხისმგებელი".

მათი ნაშრომი არა მარტო ახალი საშუალებაა წყლის უკეთ შესასწავლად, არამედ წყალბადურ ბმებზე მეტის გარკვევით, შესაძლოა, არაერთ სხვა ქიმიურ და ბიოლოგიურ პროცესებს ავხადოთ ფარდა.