标准大气压下，水在0℃时会结冰。这是一条很基本的物理规律。那么，非标准大气压下呢？实际上，科学家们早已发现，水可以在远低于 0℃的情况下以液体形式存在。

不久前，美国太平洋西北国家实验室（Pacific Northwest National Laboratory，PNNL）物理科学部发现，水不仅能在极冷的温度下（例如零下 80度）以液态形式保持稳定性，还能以两种可逆的结构构象存在。该研究成果被发表在 Science，论文题为《Reversible structural transformations in supercooled liquid water from 135 to245K》（从135K到245K的超冷液态水可逆结构转变）。

论文中的温度单位K代表Kelvin（开尔文），是国际单位制中的温度单位，即开氏温标，而我们经常所说的摄氏度是指摄氏温标。将论文中探讨的温度范围转换成我们常说的摄氏度，即-138.15℃到-28.15℃。也就是说，即便是在如此低的温度下，水依然能以液态形式存在。

在最新研究中，PNNL团队使用红外光谱技术，成功观察到了用激光摧毁一层薄冰时水分子的定格运动，制造出了持续时间仅几纳秒的超冷液态水。他们使用超冷水的定格“快照”获得的新数据表明，超冷水可以凝结成致密的类似液体的结构。这种较高密度的结构与较低密度的结构共存。随着温度从零下28.15摄氏度降至零下83.15摄氏度，高密度液体的比例迅速下降，表明零下83.15摄氏度的水由两种结构混合而成。

在论文中，PNNL 团队科学家们将其称为超冷水（supercooled water）。但凝固点最低可以到什么程度，PNNL 团队目前还没有充足的温度和压力数据，很难给出确切的答案。

但这项研究，可能有助于解释冷天暴风雪发生前，霰是如何形成的；还可能有助于了解液态水如何在太阳系内的冰冻星球——木星、土星、天王星和海王星上存在；此外，超冷的水蒸气还形成了彗星身后引人注目的彗尾等。