传播性旋转跳跃事件驱动过冷液态水的液-液相变

我们在低温下观察到传播事件的出现，这些事件源于过冷液态水中相邻的四配位和五配位水分子之间的相互转换，导致配位数五以链状方式迁移，并在此过程中产生旋转跳跃。连接事件的长度随温度降低而增加。每个传播事件由一个三配位物种终止，该物种在深度过冷时少量存在，并与五配位分子协同相互作用以湮灭这两个物种。我们发现这些增长的动力学相关性表现为非线性密度响应函数χ4(t)的发散式增长，该函数由四点时间相关函数（FPTCF）给出。当χ4(t)的最大值相对于达到最大值的时间t*作图时，其轨迹恰好在一个温度处出现尖锐峰值，该温度下静态响应函数（比热、等温压缩率）也显示出类似的尖锐发散式峰值。虽然四配位和五配位物种的种群涨落时间相关函数的衰减显著减慢，并且弛豫的阶梯状特征变得明显，但五配位物种本身的寿命仍然很短。这些结果提出了一种新的低温异常和液-液相变的分子机制，该机制涉及传播性跳跃和相互转换事件的起始、增长和终止。