الماء هو السائل الشائع الوحيد الذي لا ينكمش فورًا عند التبريد. يذوب الجليد فيزداد الماء كثافة، لكن فقط حتى 4 درجات مئوية. بعد ذلك، مع مزيد من التبريد، يتمدد مرة أخرى. هذا السلوك الغريب يفسر كيف تبقى الأسماك حية في البرك المتجمدة: الماء الأكثر كثافة يغوص إلى القاع، بينما تبقى الطبقة الباردة الأخف في الأعلى، وتتحول إلى جليد.

بنى العلماء شبكة عصبية حلت محل الحسابات المعقدة، وسمحت بمحاكاة سلوك ملايين جزيئات الماء. أعاد النموذج إنتاج الشذوذ الحراري في الكثافة بدقة. وعند النظر إلى الداخل، رأى الباحثون أن كل جزيء ماء ما زال متمسكًا بأربعة جزيئات مجاورة، كما في بلورة الجليد المثالية. لكن هذا الترتيب ينهار بالفعل على مسافة بضع طبقات جزيئية.

هذا الخلل في الترتيب بعيد المدى هو ما يجعل الماء شاذًا. عند التسخين من الصفر، تملأ الجزيئات أولًا الفراغات الناتجة عن انهيار الترتيب البعيد المدى، فينكمش الماء. بعد 4 درجات، يتغلب التمدد الحراري العادي. الآلية أرق مما كان يُعتقد منذ ما يقرب من مئة عام.