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‘Hielo superiónico’ que es sólido y líquido al mismo tiempo, el nuevo descubrimiento

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Existe un nuevo tipo de hielo superiónico que científicos creen haber descubierto. Es oficialmente conocido como agua superiónica; es decir; agua que a la vez es sólida y líquida. Esta sustancia versátil podría conducir al desarrollo de nuevos materiales. La idea del agua superiónica ha existido durante varias décadas; sin embargo, hasta ahora se estaría demostrando su existencia.

Se cree que existe dentro de los mantos de planetas como Urano y Neptuno, pero hasta ahora nadie había logrado demostrar su existencia en un experimento. Dando un paso adelante; el equipo de investigadores detrás del nuevo estudio, fueron capaces de producir agua superiónica a partir de un tipo de hielo de alta presión y una serie de potentes pulsos de láser.

Esa combinación proporcionó los tipos de temperaturas y presiones que no obtenemos naturalmente aquí en la Tierra, dándonos nuestra primera visión real de esta misteriosa agua. “Estos son experimentos muy desafiantes, así que fue realmente emocionante ver que podíamos aprender mucho de los datos”, dice uno de los miembros del equipo, el físico Marius Millot del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) en California.

“Especialmente porque pasamos cerca de dos años haciendo las mediciones y dos años más desarrollando los métodos para analizar los datos”. Las moléculas de agua están hechas de dos átomos de hidrógeno conectados a un átomo de oxígeno en forma de V. Las fuerzas débiles entre las moléculas se vuelven más obvias a medida que se enfrían, haciendo que se separen cuando el agua se congela.

El “hielo superiónico” es un estado realmente extraño de la materia

En el agua superiónica, el calor intenso rompe los enlaces entre los átomos de una molécula de agua, dejando una estructura cristalina sólida de átomos de oxígeno y un flujo de núcleos o iones de hidrógeno entre ellos, creando un estado sólido y uno líquido al mismo tiempo. “Es un estado realmente extraño de la materia”, le dijo Millot a Kenneth Chang en The New York Times.

Para empezar, se ejerció sobre el agua presión más de un millón de veces que la de la Tierra, pasándola a través de dos capas de diamante y creando un tipo especial de hielo llamado hielo VII, que permanece sólido a temperatura ambiente. En un laboratorio separado, las ondas de choque láser que duraban entre 10 y 20 mil millonésimas de segundo fueron enviadas a través del hielo, dando como resultado condiciones lo suficientemente extremas para generar agua superiónica.

Entendiendo como funciona el “hielo superiónico”

La precompresión inicial del hielo permitió a los investigadores llevar el hielo a temperaturas más altas antes de que todo se vaporizara. Al capturar la apariencia óptica del hielo, los científicos pudieron determinar que los iones en lugar de los electrones se movían en el material debido a su aspecto opaco en lugar de brillante.

Ahora sabemos que el hielo superiónico realmente existe, podría ayudar a explicar los campos magnéticos bastante descentrados de Urano y Neptuno, una discrepancia que los científicos han reducido a las capas de hielo superiónico dentro de sus mantos. También es otro valioso ejemplo de cómo las moléculas actúan bajo condiciones extremas de temperatura y presión, y más adelante, incluso podríamos diseñar nuevos materiales con propiedades específicas al poder manipular cómo reaccionan las moléculas.

“Impulsado por el aumento de los recursos informáticos disponibles, creo que hemos llegado a un punto de inflexión”, dice uno de los investigadores, el físico Sebastien Hamel de LLNL. “Ahora nos encontramos en una etapa en la que se puede ejecutar una cantidad lo suficientemente grande de estas simulaciones para mapear grandes partes del diagrama de fases de los materiales en condiciones extremas con suficiente detalle como para apoyar eficazmente los esfuerzos experimentales”.

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