Origine topologica della scomposizione dei picchi nel fattore di struttura dell’acqua liquida

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