Аннотация:
Предсказанные ранее фрактальной теорией теплоемкости структуры с преимущественно низкочастотными колебательными спектрами и показателями размерности фононного спектра $d_f<$ 1 существуют среди природных объектов. В настоящее время они представлены кластерным состоянием вещества.
Этот вывод основан на анализе частотных спектров колебаний молекул в кластерах воды, содержащих $N$ = 10–22 частиц, рассчитанных методами ab initio. Оказалось, что размерности их фононных спектров лежат в диапазоне значений $d_f$ = 0.3–0.5. Температурные зависимости теплоемкости $C(T)$ таких кластеров отличаются от соответствующих массивным образцам того же химического состава (макрообразцам льда, например, у которых $d_f\approx$ 1.4). Эти различия в поведении C(T) еще более заметны при сравнении с веществами, для которых выполняется “традиционный” закон Дебая ($d_f$ = 3).