Origine topologica della scomposizione dei picchi nel fattore di struttura dell’acqua liquida
Un recente studio, pubblicato su arXiv (arXiv:2601.05891), ha rivelato un’interessante connessione tra la topologia della rete di legami idrogeno e la scomposizione dei picchi nel fattore di struttura dell’acqua liquida. Questo fenomeno, osservato sperimentalmente, è stato a lungo interpretato come evidenza della competizione tra due diversi ambienti locali all’interno dell’acqua.
La ricerca, condotta attraverso simulazioni atomistiche, ha svelato che la scomposizione del picco principale è direttamente legata alle caratteristiche topologiche a medio raggio della rete di legami idrogeno. In particolare, l’analisi ha evidenziato il ruolo cruciale degli anelli a 5-8 membri, che dominano la topologia della rete a basse temperature. Questi anelli sono in grado di spiegare la segnale di scattering bimodale osservato sperimentalmente. Tra questi, gli anelli a 5 membri dimostrano una particolare persistenza, mantenendo le proprie caratteristiche strutturali anche a temperature superiori a quella ambiente.
Questo studio stabilisce un collegamento diretto tra la topologia della rete dell’acqua liquida e le caratteristiche di diffrazione accessibili sperimentalmente. Ciò fornisce una comprensione più approfondita delle proprietà dell’acqua e suggerisce un quadro concettuale più ampio per interpretare le anomalie nei liquidi e nei vetri a rete tetraedrica.
Paper: ArXiv.org