В продължение на десетилетия академичната общност приемаше за даденост, че течната вода е термичен кошер, в който молекулите се сблъскват и свързват на абсолютно случаен принцип. Стандартният учебникарски модел рисуваше картина на динамично равновесие, където всяка водна единица поддържа четири приблизително еднакви по сила водородни връзки, постоянно разривани от топлинното движение. Всички инженерни изчисления за топлопренос, криопресервация и молекулярна биология стъпваха върху тази усреднена статична концепция. Когато обаче данните от лабораторните изпитвания започнаха систематично да се разминават с математическите симулации при специфични температури и налягания, стана ясно, че в тази теория зеят сериозни пропуски. В крайна сметка лабораторната реалност винаги смазва елегантните теоретични допускания.
Екипът под ръководството на Йоханес Хангер от Института за полимерни изследвания „Макс Планк“ в Майнц публикува резултати, които разбиват представата за статистическа хомогенност на течността. Вместо да разчитат на класически методи за измерване, учените са приложили двумерна инфрачервена спектроскопия с фемтосекундни лазерни импулси. Методиката изисква крайно специфични условия — изследваната вода е силно разредена в инертен разтворител, за да се изолират отделните вибрационни състояния на кислородно-водородните ядра и да се предотврати светкавичното разсейване на енергията към съседните среди. Това не е просто лабораторен детайл, а физическият праг, отвъд който измерването изобщо става възможно.
Данните показва, че водната молекула оперира в състояние на строга структурна асиметрия. При измерване на междинните взаимодействия се оказва, че двете водородни връзки, които молекулата отдава към обкръжението си, практически никога не са с еднаква дължина и енергия. Докато единият водороден атом се намира в непосредствена близост до кислорода на съседна молекула — оформяйки къса, изключително силна връзка, — другият остава значително по-отдалечен, образувайки слаб, механично нестабилен контакт. Тази конфигурация не е случайност, нито временно отклонение. Тя е фундаменталното състояние на течността в стайна температура.
Това асиметрично разпределение на силите форсира молекулите да се самоорганизират в определени геометрични паттерни. На мястото на очаквания хаос, лазерните сензори отчитат временно съществуващи, но постоянно възпроизвеждащи се микроструктури под формата на затворени пръстени и продълговати вериги. Течната вода се оказва динамична мрежа от подредени елементи, които се пренареждат с честота от порядъка на един трилион пъти в секунда. Този пикосекунден танц обяснява защо водата притежава уникални вискозитетни и термични аномалии, включително нелинейното увеличение на плътността при охлаждане до 4 градуса по Целзий — феномен, който досега се обясняваше с полутеоретични и непълни хипотези.
