Ученые из Университета Саара пересмотрели почти двухсотлетнее объяснение того, почему лед становится скользким. Оказалось, что дело вовсе не в давлении или трении, а в молекулярных диполях, взаимодействующих на границе льда и соприкасающейся поверхности. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters (PRL).
Традиционно считалось, что при ходьбе по льду давление от обуви или трение разрушают верхний слой кристаллической решетки, превращая его в тонкую водяную пленку. Но компьютерные модели, проведенные группой профессора Мартина Мюзера, показали: ключевую роль играет взаимодействие диполей молекул воды в кристаллическом льду и диполей материала подошвы. Это взаимодействие «расстраивает» упорядоченную структуру кристалла, превращая ее в аморфную и в конечном итоге жидкую форму.
Пленка образуется не потому, что лед плавится под давлением, а потому что нарушается порядок молекул. Этот процесс сохраняется даже при экстремально низких температурах, вплоть до –40 °C и ниже. Хотя при этом образующаяся жидкость становится вязкой, почти как мед, и катание на лыжах в таких условиях практически невозможно, тонкая пленка все равно существует.
«Мы показали, что ни давление, ни трение не играют значительной роли. Все дело в дипольных взаимодействиях», — подчеркнул Мюзер.
Ранее древнейшие поля Вселенной оказались слабее магнитов на холодильнике.