水的这种“隐形状态”，或许能解释生命为何存在

水是生命的基础，但它的物理性质与绝大多数液体截然不同：例如，大多数物质冷却后收缩、密度增大，而水在4℃时密度最大，低于此温度反而膨胀；冰比液态水密度小，因此能浮在水面，使湖泊和海洋在寒冷季节中下层水体保持液态，为水生生物提供生存空间。当纯水被深度冷却（低于0℃但尚未结冰），其膨胀不仅持续，还会加速；与此同时，压缩性、比热容等性质也表现出越来越反常的变化。为探究这一谜题，瑞典斯德哥尔摩大学等多国研究团队利用韩国PAL-XFEL装置产生的超短X射线激光脉冲，在水结晶前的瞬息间‘冻结’其超冷状态，首次直接观测到两种不同结构的液态水之间的转变如何消失，并涌现出一个全新的临界状态。研究证实：在低温高压条件下，水可存在两种分子排列方式不同的液相；当温度与压力逼近特定交汇点（即‘临界点’）时，两相界限消失，系统变得高度敏感，水分子在两种液态之间快速涨落——这种涨落的影响范围极广，甚至延伸至常温常压环境，正是这些微观动态赋予了水诸多反常宏观特性。越过该临界点，水进入‘超临界态’；而有趣的是，地球表面日常环境中的液态水，其实已处于这一特殊物理区域的边缘。研究人员还发现，临近临界点时，水分子运动显著变慢，形成类似‘黑洞’的效应——一旦进入该区域，系统难以脱离。这项突破性成果终结了自伦琴时代起延续百余年的科学争论，确立了‘超冷水中存在临界点’这一关键模型。未来研究将聚焦于该发现对物理、化学、生物、地质及气候过程的深层影响。该工作由瑞典斯德哥尔摩大学、韩国浦项科技大学（POSTECH）与PAL-XFEL、德国马克斯·普朗克学会与美因茨大学、加拿大圣弗朗西斯泽维尔大学等机构合作完成。