水具有一種有趣的性質，就是非常“不樂意”被凍結。其他液體會在到達凝固點後立即開始逐漸變成固態，但水會“抵抗”到最後。水的凝固通常需要結晶核，也就是礦物或者有機來源的懸浮顆粒。
美國能源部太平洋西北國家實驗室的研究人員決定進行測試：如果沒有這些顆粒，那麼水在多少度時還會保持液態。科學家在實驗室用激光破壞薄冰膜，從而形成過冷的液態水，之後利用紅外光譜跟蹤溫度從135 K到245 K（零下138到零下28攝氏度）的過冷水的全部最細微階段。
在相態的“靜止畫面”中，科學家發現，過冷情況下，水會凝結成高密度的液相。這一液相會與普通的液相繼續共存。在這種情況下，隨著溫度從190K升高到245K，高密度液體的比例會迅速下降。
研究作者格雷格·金梅爾(Greg Kimmel)表示：“我們證明，在非常低的溫度下，液態水不僅相對穩定，而且還以兩種結構形式存在。這一研究發現可以解釋長久以來關於過冷水是否總是在平衡之前就結晶的爭論。答案是否定的。”
研究作者首次通過實驗證明，過冷水可以處於穩定的兩相液-液態，並且兩種液態的比例隨溫度而變化。此前認為，在過冷的情況下，水一定會變成固態。