Sveitsin Baselin yliopiston tutkijat ovat löytäneet vedessä epänormaalin ominaisuuden, joka ilmaistaan siinä, että jotkut sen molekyyleistä (para-isomeerit) alkavat kemialliseen reaktioon paremmin kuin toiset (orto-isomeerit). Tutkijoiden artikkeli julkaistiin Nature Communications -lehdessä. Tämän on ilmoittanut Science Alert.
Vesimolekyyli esiintyy kahdessa muodossa - orto- (o-) ja para-vedessä (p-vesi), jotka eroavat toisistaan kokonaisydinlinjan arvon perusteella, joka koostuu molekyylin muodostavien vetyydinien pyörteistä. O-vedessä se on yhtä kuin yksi ja p-vedessä - nolla. Spin ei voi muuttua eristetyissä molekyyleissä, se säilyy myös törmäyksissä muiden molekyylien kanssa ja jopa kemiallisissa reaktioissa. Pyöräytyksen erot vaikuttavat pyörimissymmetriaan, joten p-vesimolekyyli on symmetrinen ja o-vesi - epäsymmetrinen (alkuperäiseen tilaansa palaamiseksi tarvitaan täysi kierros). Toistaiseksi ei kuitenkaan ollut tiedossa, voivatko spinnit määrittää o- ja p-veden erilaiset kemialliset ominaisuudet.
Tutkijat loivat pölyisen plasmakiteen ionilukkoon kalsium- ja diatseniliumioneista (N2H +) ja seurasivat, kuinka erilaiset vesimuodot reagoivat sen kanssa. Koska para-isomeerit taipuvat voimakkaammin sähköstaattisessa kentässä niiden merkittävän dipolimomentin takia, tämä antoi tutkijoille mahdollisuuden erottaa nämä kaksi vesimuotoa toisistaan. Sitten kide pommitettiin vesimolekyyleillä, ja jäljellä olevien diazeliniumionien määrän perusteella tutkijat määrittivät, mikä isomeeri reagoi parhaiten kideen.
Kävi ilmi, että para-vesimolekyylien pyörimissymmetria teki niistä 23 prosenttia reaktiivisempia kuin ortovesi. Siten osoitettiin ensimmäistä kertaa, että polyatomisten molekyylien kemiallinen reaktio ionien kanssa riippuu pyörimissymmetriasta.