Vidljiva svjetlost u novom pokusu nije ubrzala isparavanje čiste vode, iako su istraživači njezinu površinu izložili različitim bojama i intenzitetima svjetla. Rezultat dovodi u pitanje objašnjenje prema kojem fotoni mogu izravno izbacivati molekule vode s njezine površine, bez zagrijavanja.
To ne znači da sunčeva svjetlost nema veze s isparavanjem. Voda se pod njom zagrijava, a isparavanje ovisi i o temperaturi, vlazi te strujanju zraka. Ovdje je riječ o užem pitanju: postoji li dodatni, netoplinski učinak same vidljive svjetlosti na ravnoj površini čiste vode.
Tim Instituta Max Planck za istraživanje polimera u Mainzu odgovor je potražio izravnim mjerenjem. U radu objavljenom u časopisu PNAS opisuje pokuse u kojima je usporedio brzinu isparavanja pri uključenom i isključenom osvjetljenju, a zatim provjerio mijenja li se raspored molekula na samoj površini.
Mjerenje koje je pratilo samu površinu vode
Istraživači su uzorak čiste vode osvjetljavali plavom, zelenom i crvenom svjetlošću. Preciznim senzorom pratili su koliko se površina spušta dok voda isparava. Mjerenja su ponovili pri dvjema razinama vlažnosti kako bi razlikovali mogući učinak svjetlosti od utjecaja okolnog zraka.
Brzina isparavanja nije se mjerljivo promijenila. Posebno su provjerili zelenu svjetlost, oko valne duljine od 532 nanometra, jer je upravo ona u nekim ranijim istraživanjima bila povezana s najizraženijim učinkom. Ni tada nisu našli razliku kakvu bi očekivali da vidljiva svjetlost sama po sebi snažno ubrzava isparavanje.
Zatim su posegnuli za metodom koja prati veze među molekulama u najgornjim slojevima vode. Da fotoni mijenjaju njihovo ponašanje na predloženi način, promjena bi trebala ostaviti trag u izmjerenom spektru. I ta su mjerenja ostala bez mjerljivog odstupanja.
Zašto snažni laserski impulsi nisu cijela priča
Istraživači su površinu izložili i iznimno snažnim, ali vrlo kratkim impulsima svjetlosti. Vršna jakost tih femtosekundnih impulsa bila je mnogo veća od jakosti Sunčeve svjetlosti, ali su trajali tek djelić bilijuntinke sekunde. Ni u tom slučaju nisu zabilježili promjenu u vodikovim vezama među molekulama na površini.
Važno je razlikovati vršnu jakost kratkog impulsa od dugotrajnog osvjetljenja. Istraživači su tim impulsima provjeravali reakciju molekula na površini vode. Pokus zato ne govori kako bi voda isparavala kada bi dugo bila izložena snažnom izvoru svjetlosti.
Raniji pokusi, na kojima se temeljila zamisao o takozvanom fotomolekularnom učinku, često su uključivali hidrogelove, porozne materijale ili kapljice. U takvim sustavima svjetlost može promijeniti prijenos topline, geometriju površine i kretanje vodene pare. Novi rezultat ne poništava ta opažanja, nego upozorava da njihov uzrok možda nije svojstvo čiste vode.
Granica istraživanja pritom je jasna: ispitana je ravna površina čiste vode u određenom rasponu valnih duljina, jakosti i vlažnosti. Za tehnologije koje koriste svjetlost za dobivanje pitke vode ili sušenje materijala ključno je utvrditi što se događa u složenijim površinama. Upravo će usporedba takvih sustava s ovim jednostavnim pokusom pomoći razriješiti spor.
