این رفتار غیر عادی از پیوندهای شیمیایی ضعیف آب ناشی میشود که پیوند هیدروژنی خوانده میشود و مولکولهای آب را در حالت مایع کنار هم نگاه میدارد. در یخ، این پیوند مولکولها را با فاصلهای معادل "یک دست از هم" نگاه میدارند، و در نتیجه فضای زیادی بین آنها باقی میماند.
در سال 1992 / 1371، جین استانلی از دانشگاه بوستون ماساچوست و همکارانش، شبیهسازیهای کامپیوتری از آب انجام دادند که نشان اگر آب در دمای خیلی پایین و تحت فشار بالایی قرار گیرد، میداد این پیوند هیدروژنی احتمالا دو نوع متفاوت از مایع را تولید میکنند. در یک حالت، شبکهای نسبتا باز و پراکنده از مولکولهای آب تشکیل میشود که آب کمچگال (LDL) نامیده میشود و در حالت دیگر، مولکولهای آب فشردهتر میشوند تا جاییکه برخی از پیوندهای هیدروژنی شکسته میشوند و آب پرچگال (HDL) شکل میگیرد.
استانلی و همکارانش دریافتند که این دو حالت آب در یک "تبدیل فاز" به هم تبدیل میشوند، مانند تبدیل فاز آب / یخ که آب و یخ را در مایع معمولی آب از هم جدا میکند. از این منظر، ویژگیهای عجیبی مانند بیشینه چگالی در دمای 4 درجه سانتیگراد، بازتابی از رقابت بین آب پرچگال و آب کمچگال است که در دماهای بسیار پایینتر سبب تبدیل فاز میشوند.
اکنون دینو لپورینی از دانشگاه پیزا در ایتالیا و همکارانش در موسسه ملی علوم هند در بنگلور میگویند که توانستهاند این دو حالت آب را که گروه استانلی در سال 1371 پیش بینی کرده بود، ببینند.
این ادعا، کارشناسان را به دو دسته تقسیم کرده است. استانلی این کار را برجسته مینامد، ولی پابلو دیبندتی که از متخصصان فیزیک مایعات در دانشگاه پرینستون در نیوجرسی است، میگوید که هرچند نتایج جالبی بدست آمده، «قطعا آن دلیل محکمهپسندی که مدتها به دنبالش میگشتند، نیست! دلیلی که ثابت کند که آب دو حالت مایع دارد که در دما و فشار خاصی به هم تبدیل میشوند».
یخ، شاید یخ
