Fakt odpychania się takich samych ładunków sprawdza się zarówno w elektrostatyce, jak i magnetyzmie. Tao samo dotyczy ładunków w próżni. Niezależnie od tego, czy mamy do czynienia z dwoma ładunkami dodatnimi, czy ujemnymi, zawsze się one od siebie odpychają. Zasada ta znana już od XIX wieku. Z tego też powodu, można założyć, że tak samo jak w próżni, także w różnego rodzaju roztworach ładunki będą zachowywały się dokładnie tak samo. Okazuje się jednak, że sytuacja jest jednak nieco bardziej skomplikowana.
W najnowszym artykule naukowym autorstwa zespołu fizyków pracujących pod kierownictwem prof. Madhaviego Krishnana z Uniwersytetu w Oksfordzie możemy przeczytać, że istnieją określone środowiska, w których zarówno ładunki ujemne, jak i dodatnie przyciągają się do siebie, przecząc powszechnemu przekonaniu.
Czytaj także: Uwięzili elektrony. Posłużył do tego nietypowy kryształ
W przeprowadzonych przez fizyków eksperymentów udało stworzyć się lekko kwasowy roztwór z niewielką domieszką soli, w którym ładunki ujemne się przyciągają, podczas gdy ładunki dodatnie nadal się wzajemnie od siebie odpychają.
Mało tego, badaczom udało się także ustalić, że w roztworach dwóch alkoholi sytuacja się odwraca: ładunki ujemne się wzajemnie odpychają, podczas gdy dodatnie zaczynają się delikatnie do siebie przyciągać.
Do eksperymentów posłużyły niewielkie mikrocząsteczki krzemu o średnicy zaledwie 5 mikrometrów, którym nadano ładunki, a następnie umieszczono je w wodzie lub w roztworach etanolu oraz izopropanolu. W przypadku wody o pH mieszczącym się w przedziale 5-6,5 cząsteczki o ładunku ujemnym przyciągały się do siebie, tworząc sześciokątne grupy. W takiej samej wodzie ładunki dodatnie nadal się od siebie odpychały.
Sytuacja wyglądała dokładnie odwrotnie w roztworach wyżej wspomnianych alkoholi — to w nich ładunki dodatnie zaczęły się do siebie przyciągać.
Jak zauważają badacze, przyciąganie takich samych ładunków działa w naturze w zupełnie innej skali. Dwa dodatnie naładowane protony w jądrze atomowym związane są oddziaływaniami silnymi. Problem w tym, że działają one w zupełnie innej skali odległości niż cząsteczki badane przez naukowców na Uniwersytecie Oksfordzkim.
Czytaj także: Elektrony płyną, lecz nie tracą energii. Wyjątkowe osiągnięcie prowadzi do urządzeń nowej generacji
Sprawdzając ograniczenia tego nietypowego zachowania ładunków, naukowcy następnie umieścili ładunki na innych powierzchniach niż ziarna krzemu. Okazało się, że jeżeli powierzchnie te zanurzone są w odpowiednich roztworach, zawsze zachowują się tak samo.
W tym momencie można sobie zadać pytanie o to, dlaczego nie udało się tego odkryć przez sto lat. Naukowcy przyznają, że w dzisiejszej rzeczywistości ciężko jest uzyskać finansowanie na badania czegoś, co według obecnej wiedzy nie powinno zachodzić. We wstępnej pracy teoretycznej zespół Krishnana dowiódł, że roztwór, w którym umieszczone zostaną ładunki, może istotnie wpłynąć na interakcje obiektów obdarzonych ładunkiem elektrycznym, sprawiając, że cząstki o tym samym ładunku mogą się przyciągać, zamiast odpychać. Teraz udało im się tego dowieść eksperymentalnie.
Czy to małe odkrycie może mieć poważniejsze implikacje? Naukowcy wskazują, że z jednej strony właśnie takie procesy mogły doprowadzić do powstania pierwszych organizmów żywych na powierzchni Ziemi, a jednocześnie mogą mieć one istotne znaczenie w rozwoju farmaceutyków.