Los científicos descubren una nueva forma de hielo y no se parece a nada que hayan visto

"

¿Qué te parece tu hielo? Frío y helado podría ser tu suave estribillo.

Pero los científicos pueden recitar no menos de 18 tipos diferentes de hielo, cada uno categorizado como una arquitectura , en función de su disposición específica de moléculas de agua. Entonces, el hielo que usamos para enfriar nuestras bebidas se designa como Ice Ih o Ice Ic.

Después de eso, las arquitecturas, denominadas Ice II hasta Ice XVII, se vuelven cada vez más extrañas, y la mayoría de ellas se crean en laboratorios mediante la aplicación de diferentes presiones y temperaturas.

Pero ahora, hay un nuevo hielo en el bloque. Al menos, un hielo recién conocido por nosotros, incluso si puede ser muy antiguo y muy común.

Investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California dispararon una sola gota de agua con un láser para "congelarla" en un estado superiónico .

Sus hallazgos, publicados este mes en la revista Nature , confirman la existencia de Ice XVIII, o más descriptivamente, hielo superiónico.

Este hielo no es como los demás

Primer plano de láser entrenado en una muestra de agua.
Como parte del experimento, los científicos entrenaron un láser gigante en una muestra de agua. Marius Millot / Federica Coppari / Sebastien Hamel / Liam Krauss

De acuerdo, no hay mucho que contemplar aquí, ya que el hielo superiónico es muy negro y muy, muy caliente. En su breve existencia, este hielo produjo temperaturas entre 1.650 y 2.760 grados Celsius, que es aproximadamente la mitad de caliente que la superficie del sol . Pero a nivel molecular, es sorprendentemente diferente de sus pares.

Ice XVIII no tiene la configuración habitual de un átomo de oxígeno junto con dos hidrógenos. De hecho, sus moléculas de agua se rompen esencialmente, lo que le permite existir como un material semisólido y semilíquido.

"Queríamos determinar la estructura atómica del agua superiónica", señaló Federica Coppari, coautora principal del artículo en el comunicado. "Pero dadas las condiciones extremas en las que se predice que este escurridizo estado de la materia será estable, comprimir el agua a tales presiones y temperaturas y simultáneamente tomar instantáneas de la estructura atómica fue una tarea extremadamente difícil, que requirió un diseño experimental innovador".

Para sus experimentos, realizados en el Laboratorio de Energía Láser de Nueva York, los científicos bombardearon una gota de agua con rayos láser cada vez más intensos. Las ondas de choque resultantes comprimieron el agua entre 1 y 4 millones de veces la presión atmosférica de la Tierra. El agua también alcanzó temperaturas que oscilan entre los 3000 y los 5000 grados Fahrenheit.

Como era de esperar en esos extremos, la gota de agua abandonó el fantasma y se convirtió en el cristal extraño y supercaliente que se llamaría Ice XVIII.

Hielo, hielo ... ¿tal vez? La cuestión es que el hielo superiónico puede ser tan extraño que los científicos ni siquiera están seguros de que sea agua.

"Es realmente un nuevo estado de la materia, que es bastante espectacular", dice la física Livia Bove a Wired .

De hecho, el video a continuación, también creado por Millot, Coppari, Kowaluk del LLNL, es una simulación por computadora de la nueva fase de hielo de agua superiónica, que ilustra el movimiento aleatorio similar al líquido de los iones de hidrógeno (gris, con algunos resaltados en rojo) dentro de una red cúbica de iones de oxígeno (azul). Lo que está viendo es, en efecto, que el agua se comporta como un sólido y un líquido al mismo tiempo.

Por qué es importante el hielo superiónico

La existencia de hielo superiónico se ha teorizado durante mucho tiempo, pero hasta que se creó recientemente en un laboratorio, nadie lo había visto. Pero eso también puede no ser técnicamente cierto. Es posible que lo hayamos estado mirando durante siglos, en forma de Urano y Neptuno.

Esos gigantes de hielo de nuestro sistema solar saben un par de cosas sobre la presión y la temperatura extremas. El agua que contienen puede sufrir un proceso similar de destrucción de moléculas. De hecho, los científicos sugieren que el interior de los planetas puede estar abarrotado de hielo superiónico.

Los científicos se han preguntado durante mucho tiempo qué hay debajo de las cubiertas gaseosas que rodean a Neptuno y Urano. Pocos imaginaron un núcleo sólido.

Si esos titanes cuentan con núcleos superiónicos, no solo representarían mucha más agua en nuestro sistema solar de lo que jamás imaginamos, sino que también abrirían nuestro apetito por dar a otros exoplanetas helados una mirada más cercana.

"Siempre solía hacer bromas de que no hay forma de que los interiores de Urano y Neptuno sean realmente sólidos", le dice a Wired la física Sabine Stanley de la Universidad Johns Hopkins. "Pero ahora resulta que en realidad podrían serlo.

"