Para explicar las anomalías conocidas en el agua, algunos investigadores asumen que el agua consiste en una mezcla de dos fases, incluso en condiciones ambientales. Sin embargo, nuevos análisis espectroscópicos de rayos X en BESSY II, ESRF y Swiss Light Source muestran que este no es el caso. A temperatura ambiente y presión normal, las moléculas de agua forman una red fluctuante con un promedio de 1,74 ± 2,1 por ciento de puentes de hidrógeno donantes y aceptores por molécula cada una, permitiendo la coordinación tetraédrica entre vecinos cercanos.

El agua en condiciones ambientales es la matriz de la vida y la química, y se comporta de forma anómala en muchas de sus propiedades. Desde Wilhelm Conrad Röntgen, Se ha argumentado que dos fases distintas y separadas coexisten en el agua líquida, compitiendo con la otra visión de un líquido monofásico en una red de puentes de hidrógeno fluctuante:el modelo de distribución continua. Tiempo extraordinario, Los métodos espectroscópicos de rayos X se han interpretado repetidamente en apoyo del postulado de Röntgen.

Un equipo internacional de investigadores, dirigido en su esfuerzo por el Prof. A. Föhlisch de Helmholtz-Zentrum Berlin y la Universidad de Potsdam, llevó a cabo investigaciones y análisis de múltiples métodos cuantitativos y espectroscópicos de rayos X de alta resolución para abordar estas opiniones divergentes en las fuentes de luz BESSY II, Instalación europea de radiación sincrotrón ESRF y fuente de luz suiza.

Establecen que los observables espectroscópicos de rayos X pueden describirse completa y consistentemente con modelos de distribución continua de agua líquida casi tetraédrica en condiciones ambientales con 1,74 ± 2,1% de enlaces H donados y aceptados por molécula. Además, a través del diagrama de fase completo del agua, correlaciones claras con p. ej. Se establece la coordinación de la segunda capa y se separa y cuantifica la influencia de la dinámica ultrarrápida asociada con la interacción de la materia de rayos X.

¿Pueden estas conclusiones espectroscópicas de rayos X sobre el agua en condiciones ambientales ahora resolver también la muy debatida cuestión de la existencia de un segundo punto crítico en la llamada "tierra de nadie" del agua sobreenfriada? Este segundo punto crítico postulado se basa conceptualmente en la extensión de las fases de hielo amorfo de baja y alta densidad establecidas en supuestas fases líquidas de baja y alta densidad a lo largo de una línea de Widom donde el segundo punto crítico se encuentra como la divergencia extrapolada de estable y la respuesta termodinámica del agua sobreenfriada funciona alrededor de -45 ° C a presión atmosférica.

De la física de las fluctuaciones críticas, Es sabido, que muy por encima de un punto crítico se debe ver el estado de la materia como homogéneo. Se permiten fluctuaciones incipientes y grandes a medida que uno se acerca de cerca al límite de fase y al punto crítico:no se responde completamente qué tan cerca hay que acercarse a él en energía y en qué escala de tiempo para sentir la divergencia, pero las expectativas de las observaciones en la física del estado sólido son que hay que estar cerca para darse cuenta de los efectos de 2 fases.

Incluso si existiera el supuesto segundo punto crítico a -45 ° C y la presión ambiental, las condiciones ambientales del agua líquida en equilibrio estarían por cualquier medio lejanas en temperatura. Por lo tanto, el modelo de distribución continua fluctuante de agua líquida casi tetraédrica en condiciones ambientales es cierto independientemente de si el segundo punto crítico del agua en la región superenfriada existe o no.