Vann ekspanderer når det fryser, så forskere lurte på hva som ville skje hvis vann ble frosset fra utsiden i. Svar: Det eksploderer.
Forskerne filmet vanndråpeeksperimentet, og ga et sikt med langsom bevegelse av den eksploderende isen. Når en dråpe vann fryses fra utsiden, utvikler den et stivt isskall, ifølge forskerne. Når dråpens indre begynner å fryse, er ekspansjonen begrenset av det harde ytre, noe som fører til eksplosjonen.
De sfæriske dråpene ble opprettet i et vakuumkammer, slik at forskerne kunne "superkjøle" dråpen, noe som førte vannet til under 32 grader Fahrenheit (0 grader Celsius) uten å fryse det. Deretter berørte forskerne dråpen med sølviodid, som fungerer som et "frø" for iskrystaller å danne seg rundt. I dette tilfellet begynte det superkjølte vannet å krystallisere, og fryset utsiden av dråpen. Et isskall dannet seg rundt dråpen, tyknet fra utsiden og bygde trykk i dråpen når interiøret forsøkte å fryse. I videoen kan dråpen sees da sprekke litt og slippe noen isflak før den til slutt eksploderer.
"Sprekkene og hulrommene leges sakte av flytende vann som skyves ut fra innsiden," forklarte forskerne i videoen. "Når alle sprekkene er helbredet, kan trykket bygge seg opp igjen."
Basert på forskjellige dråpers eksplosjoner, utviklet forskeren en matematisk modell for å forutsi hvordan dråpene ville reagere på å være frosset fra utsiden i. De fant ut at det er en minste dråpestørrelse - under en diameter på omtrent 50 mikron - der dråpen vil ikke eksplodere.
Dette er det samme fenomenet som skjer i skyer, sa forskerne. Nedbør oppstår når vanndråper eksploderer i de kalde toppen av skyer, og omdanner væskedråper til is.
Detaljer om vanndråpens dynamikk når frosset ble publisert online 24. februar i tidsskriftet Physical Review Letters.
