Para saintis di University of Chicago telah melakukan simulasi kuantum untuk mensimulasikan tingkah laku air dalam keadaan ekstrem yang terdapat di mantel Bumi. Artikel penyelidik diterbitkan dalam jurnal Prosiding Akademi Sains Nasional. Karya ilmiah diringkaskan dalam siaran akhbar di EurekAlert !.
Pada suhu dan tekanan yang sangat tinggi, air mula menunjukkan sifat anomali, secara serentak dalam fasa yang berbeza. Ia boleh menjadi cair apabila suhu medium 10 kali lebih tinggi daripada titik didih, dan juga menggabungkan tanda-tanda cecair dan pepejal.
Para saintis mensimulasikan keadaan menggunakan komputer super, meningkatkan suhu dan tekanan persekitaran di mana molekul air berada, ke nilai yang masing-masing 40 kali dan 100 ribu kali lebih tinggi daripada keadaan biasa. Adalah mustahil untuk melakukan eksperimen seperti itu di makmal, kerana air mula memasuki reaksi kimia dengan bahan peralatan. Untuk kesederhanaan, para penyelidik hanya melihat sebilangan kecil molekul H2O dengan memeriksa keadaan kuantum mereka dalam keadaan yang melampau.
Para penyelidik telah menunjukkan bahawa pada suhu 1000 Kelvin (726 darjah Celsius) dan tekanan 11-20 gigapaskal (GPa), air berada dalam fasa cair dan cepat terurai menjadi ion, yang segera bergabung kembali. Proses ini dilakukan dengan menggunakan mekanisme bimolekul, apabila tenaga kinetik dua molekul begitu tinggi sehingga mereka merosot apabila berlanggar. Ion jangka pendek yang dihasilkan memainkan peranan sebagai pembawa cas, yang menjelaskan mengapa kekonduksian elektrik air dalam persekitaran yang melampau adalah 6-7 pesanan magnitud lebih tinggi daripada dalam keadaan biasa. Dalam kes ini, ikatan hidrogen antara molekul, yang menyediakan keadaan cair, dikekalkan sekurang-kurangnya pada tekanan hingga 20 gigapascal.
