Международный коллектив физиков показал, что колебания атомов в молекуле воды обладают своеобразной «памятью». При облучении чистой воды лазером колебательные степени свободы в течение сотен пикосекунд сохраняют приобретенную частоту, а затем в результате рассеяния энергии возвращаются к базовым значениям. Исследование опубликовано в Nature Communications.

Под «памятью» в физике часто понимают способность в течение какого-то времени сохранять приобретенные неравновесные свойства.

Авторы использовали лазерную инфракрасную спектроскопию для анализа воды в объеме и спектроскопию генерации суммарной частоты для изучения поверхностных свойств. В обоих случаях молекулы воды сначала приводились в возбужденное состояние, а затем измерялось их характерное время релаксации, то есть возврата к основному значению энергии. Рассматривались только колебательные степени свободы с характерными частотами от 3100 до 3700 обратных сантиметров.

Оказалось, что время релаксации растет с частотой возбуждающего излучения и для объема может достигать 0,5 пикосекунд, а для поверхности — 0,75 пикосекунд. Авторы называют изучаемое явление «частотной памятью» воды, так как, по их мнению, длительное (сравнительно) пребывание в возбужденном состоянии связано с характерной структурой воды. Из-за водородных связей молекулы воды все время находятся в слабо упорядоченном состоянии, поэтому характерные процессы рассеяния в ней занимают сравнительно больше времени.

Описанное явление имеет мало общего с распространенным понятием «памяти воды» — ее способностью «запоминать» ранее содержащиеся в ней вещества благодаря особой структуре. Тем не менее, новые данные наглядно демонстрируют, что хотя и можно говорить о эффекте «памяти», длится он всего доли пикосекунды.

Споры о «памяти воды» были наиболее громкими в конце 1980-х годов после публикации Жака Бенвениста в журнале Nature. В работе сообщалось, что раствор антител с таким большим разведением, что в нем, вероятно, не осталось ни одного реального антитела, все еще вызывал характерный отклик базофилов. Последующая проверка в двойном слепом тесте опровергла эти результаты.