Poole和Stanley的團(tuán)隊(duì)猜想，這是第二臨界點(diǎn)的特征：水被區(qū)分成兩種密度不同的液體，每一種都在自己的相中；而在第二臨界點(diǎn)之上，這兩種相難以區(qū)分，水會(huì)在這兩種相之間快速轉(zhuǎn)變。因?yàn)閮煞N物質(zhì)不同的性質(zhì)，任意一種轉(zhuǎn)化成另外一種時(shí)，都會(huì)導(dǎo)致突然的密度變化，這一變化在臨界點(diǎn)時(shí)最為顯著。

他們提出的水有兩個(gè)臨界點(diǎn)的假說(shuō)可能有一些古怪。Nilsson說(shuō)：“任何有關(guān)水的事情都存在爭(zhēng)議?！备嗟难芯空哒J(rèn)為水的性質(zhì)可以用更為傳統(tǒng)的方式解釋。一種解釋是在極低的溫度下，過(guò)冷態(tài)的水轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N無(wú)序的固體，而不是晶體結(jié)構(gòu)的冰。另一種解釋認(rèn)為，看似是第二臨界點(diǎn)的現(xiàn)象，只是水的一種奇特的凝固方式。

該團(tuán)隊(duì)知道，如果他們關(guān)于第二臨界點(diǎn)的認(rèn)識(shí)是正確，通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證將極其棘手。臨界點(diǎn)所處的溫度只有-45°C，即使是過(guò)冷態(tài)的水也會(huì)自發(fā)結(jié)成冰?！拔覀兯媾R的挑戰(zhàn)是將水極快地冷卻下來(lái)，” Stanley說(shuō)，“研究它需要非常聰明的試驗(yàn)設(shè)計(jì)?！?/p>

接踵而至的證據(jù)

任職于瑞典斯德哥爾摩大學(xué)的Nilsson接受了這一挑戰(zhàn)。他的團(tuán)隊(duì)一直癡迷于水的奇特行為，尤其是Poole和Stanley關(guān)于兩種液體的設(shè)想。本世紀(jì)初，Nilsson在室溫和大氣壓下工作讓他相信水分子可以以兩種結(jié)構(gòu)存在：無(wú)序的致密堆積，以及密度較低的均勻四面體結(jié)構(gòu)。他的試驗(yàn)表明，在這些外界環(huán)境下，低密度的相會(huì)浮在混亂的致密相之上。但他也表示，他的同行并不認(rèn)同這一觀點(diǎn)。

Nilsson認(rèn)為，水分子可以以兩種結(jié)構(gòu)存在。