【冰核】中国科学家首次证实“临界冰核”存在尺寸|临界|微观|冰核|成核

新华社电中国科学家首次在实验上证实了水结冰过程中“临界冰核”的存在，并给出了“临界冰核”的尺寸和过冷温度的关系，从而证实了“经典成核理论”的预言。研究成果19日在国际知名学术期刊《自然》在线发表。

低温下水结冰的现象再常见不过，但微观层面上“水变冰”的具体过程却不为人所知。近百年前，科学家吉布斯等人基于热力学原理，提出相变的“经典成核理论” ，认为如水结冰这类相变需经过一个成核过程，水过冷形成小冰核，仅当形成的冰核偶然超过临界尺寸(即“临界冰核”)时，相变才能自发发生。

然而，由于“临界冰核”的偶然性、瞬时性(纳秒级别)和微观性(纳米级别) ，给微观探测带来极大难度。数十年来，微观探测技术的发展使得“经典成核理论”的许多推论得到证实，但对成核理论的核心概念“临界核”的存在性，研究人员始终无法给出直接的实验证据。