كشف باحثون في جامعة مدينة هونغ كونغ عن اختراق علمي جديد يغير المفاهيم التقليدية حول طبيعة الماء وبنيته الجزيئية المعقدة. وأوضح الفريق العلمي أن هذا الاكتشاف يضع حدا لجدل طويل استمر لعقود حول السلوك غير المألوف الذي يتميز به الماء مقارنة ببقية السوائل.

وبينت الدراسة أن الماء يمتلك حالتين سائلتين تتبادلان التحول باستمرار، إحداهما ذات كثافة عالية والأخرى منخفضة الكثافة. وأشار الباحثون إلى أن هذا التبادل المستمر هو التفسير المنطقي الوحيد للخصائص الفريدة التي تجعل الماء مادة استثنائية، مثل تمدده عند التبريد وطفو الجليد فوق سطحه وقدرته العالية على مقاومة تقلبات درجات الحرارة.

وقال شياو تشنغ زينغ، الكيميائي الفيزيائي المشارك في البحث، إن إثبات هذه الفرضية كان يمثل تحديا علميا كبيرا بسبب صعوبة الرصد المباشر، لكن استخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي والتعلم العميق غير الخاضع للإشراف مكن الفريق من تحليل ملايين نقاط البيانات الناتجة عن محاكاة حاسوبية دقيقة لحركة جزيئات الماء.

وأضافت النتائج أن جزيئات الماء لا تسلك دائما المسار نفسه أثناء التحول بين الحالتين، حيث تتبع مسارات أكثر تعقيدا تمر عبر عدة حواجز طاقة في ظروف معينة، وهو ما يفسر التغيرات في اللزوجة والكثافة. وأظهرت المحاكاة أن النظام الذكي نجح في تحديد أنماط دقيقة لم تكن واضحة سابقا للعلماء.

وأكد الباحثون أن هذه النتائج تفتح آفاقا واسعة في مجالات حيوية تتجاوز الفيزياء البحتة، حيث إن فهم البنية الجزيئية للماء يعد مفتاحا لفهم العمليات البيولوجية والكيميائية المعقدة داخل جسم الإنسان، بما في ذلك كيفية تفاعل البروتينات والأدوية، مما قد يؤدي إلى ابتكارات طبية وعلمية غير مسبوقة في المستقبل.