Qué es el «hielo caliente» que se congela a miles de grados de temperatura (y qué pistas nos da sobre algunos planetas)

hielo superiónico

LLNL
Esta recreación artística muestran cómo el calor y la presión generada por los láseres van forzando a que se formenn los cubos de hielo superiónico.

El agua, esa sustancia que creemos tener completamente descodificada, esconde extraños comportamientos que desafían la lógica.

Si la sometemos a altas temperaturas se evapora, pero resulta que si esa temperatura es extremadamente alta y se le adiciona también altísimas presiones, se cristaliza.

Por ahora es inútil intentarlo en casa, pero bajo condiciones de laboratorio sí que es posible crear este «hielo caliente».

Así lo demostró un grupo de científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL, por sus siglas en inglés), que es financiado por el Departamento de Energía de Estados Unidos.

Resulta que el hielo puede tener distintas estructuras cristalinas, que los expertos identifican con números y letras.

Por ejemplo, al hielo hecho del agua que bebemos se le llama «hielo Ih«, pero hay otras variaciones que van hasta el hielo XVII.

Ahora, los investigadores del LLNL dicen haber logrado un nuevo tipo de hielo, al que llaman hielo superiónico o hielo XVIII.

láser

LLNL
Los investigadores dispararon láseres contra una fina capa de agua.

Hielo negro

Hace unos 30 años, los científicos ya habían hecho predicciones de que el agua podría tomar un extraño estado en el que coexiste una capa sólida de oxígeno con hidrógeno líquido.

A ese estado se le llama hielo superiónico y solo existe bajo presiones extremas de entre un millón y cuatro millones de veces la de la atmósfera a nivel del mar.

La otra condición para que se produzca es que se someta a temperaturas que están entre los 1.600 y los 2.700 grados Celsius. Eso equivale a la mitad de la temperatura de la superficie del Sol.

Ahora, con este nuevo experimento, los investigadores del LLNL querían observar por primera vez la estructura de ese hielo superiónico.

Para lograrlo, utilizaron seis poderosos láseres que generaban ondas de choque que eran cada vez más intensas y los dispararon contra una fina capa de agua líquida.

hielo

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El hielo puede tener varias estructuras moleculares distintas.

Esto láseres lograron generar una presión y temperatura tan fuertes como la que se cree que hay al interior de planetas como Neptuno y Urano, de los que se creen están formados por hielo superiónico en su interior.

Con esto, lograron que las partículas de oxígeno se cristalizaran y se formara el hielo.

Todo esto ocurrió a una escala microscópica y solo durante unos cuantos nanosegundos, pero fue suficiente para que los investigadores pudieran observar la estructura del hielo XVIII.

¿Y cómo se compara este hielo con el tradicional que tenemos en el congelador?

sistema solar

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El hielo superiónico nos puede ayudar a comprender la estructura de planetas como Urano y Neptuno.

«Es una estructura cúbica, pero sus átomos están organizados de una manera diferente, es más denso», le dice a BBC Mundo la física Federica Coppari, una de las autoras del experimento.

«Macroscópicamente se vería negro y no transparente«.

Planetas helados

Para Coppari, uno de los mayores logros de este experimento fue comprobar en la práctica algo que hasta ahora solo era teórico.

Pero también puede ser útil para entender mejor nuestro sistema solar.

Planetas helados como Neptuno y Urano podrían estar formados por hielo superiónico en su interior.

Así que saber más sobre esta sustancia nos puede dar más pistas sobre como funciona la estructura de estos planetas y su campo magnético, y cómo se compara con el de la Tierra.

«Esto puede afectar dramáticamente nuestra comprensión de la estructura interna y la evolución de los planetas gigantes helados, así como a todos sus numerosos primos por fuera del sistema solar», dijo en un comunicado el físico Marius Millot, coautor del estudio.


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