Квантовая механика важна при описании структуры и динамики воды
Даже при комнатной температуре такие эффекты должны играть большую роль для лёгких ядер. Однако очень долго под вопросом оставалось то, как это влияние совместимо с тем, что точки кипения и таяния тяжёлой и лёгкой воды практически совпадают (разница, по Тпл. тяжёлого и лёгкого льда меньше 4 К). Исследователи рассмотрели ситуации на границе жидкости/пар и твёрдое/жидкость методом неэластичного рассеивания нейтронов и показали, что два ядерных квантовых процесса, одновременно имеющие место в воде, придают молекулам последней импульс в разных направлениях и частично компенсируют друг друга, серьёзно нивелируя значимость ядерных квантовых эффектов на практике. В частности, связи водорода с дейтерием получали импульс в направлении основной массы воды или льда, в то время как связи кислорода с лёгким водородом — в направлении поверхности, соприкасающейся с паром. В итоге конечные проявления этих эффектов становились малоразличимыми и можно сделать вывод, что слабость ядерных квантовых эффектов должна быть связана именно с конкуренцией разных квантовых эффектов.
Direct Measurement of Competing Quantum Effects on the Kinetic Energy of Heavy Water upon Melting
Giovanni Romanelli, Michele Ceriotti, David E. Manolopoulos, Claudia Pantalei, Roberto Senesi, and Carla Andreani