Cómo es el hielo superiónico, el intrigante estado que es líquido y sólido al mismo tiempo cuya existencia se acaba de probar

Rayos aplicados al agua para crear hielo superiónico. (Imagen: M. Millot/E. Kowaluk/J.Wickboldt/LLNL/LLE/NIF)
Image caption Los investigadores aplicaron presión y temperatura extremadamente altas al agua para formar hielo superiónico. (Imagen: M. Millot/E. Kowaluk/J.Wickboldt/LLNL/LLE/NIF)

Hace 30 años surgió una teoría que parece un contrasentido: existe un estado del agua que es sólido y líquido al mismo tiempo.

Según los científicos teóricos, el llamado hielo superiónico ayudaría a explicar el extraño campo magnético de Urano y Neptuno.

A lo largo de los años, muchos investigadores aportaron evidencia teórica, pero nunca experimental de su existencia.

Hasta ahora.

Según un estudio publicado esta semana en la revista científica Nature Physics, científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de Estados Unidos (LLNL, por sus siglsa en inglés) lograron crear hielo superiónico.

Para ello, los investigadores liderados por el físico Marius Millot calentaron el agua a varios miles de grados en condiciones de presión extremadamente altas.

En otras palabras, lograron recrear una situación similar a la que existe dentro de Urano y Neptuno, así como en otros gigantes de hielo que se encuentran fuera del Sistema Solar.

"Estos experimentos presentan muchos desafíos, así que fue realmente emocionante ver que pudimos aprender mucho de los datos, especialmente porque pasamos cerca de 2 años haciendo las mediciones y 2 años más desarrollando los métodos para analizar los datos", dijo Millot en el comunicado del LLNL.

Se trata de un estado de la materia muy extraño"

Marius Millot, físico del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de Estados Unidos

El experimento en sí duró tan solo entre 10 y 20 nanosegundos.

Agua y hielo

El agua (H2O) es una molécula integrada por dos átomos de hidrógeno (H) y uno de oxígeno (O).

Durante el experimento del LLNL, mientras el calor extremo rompía los lazos químicos que unen a estos átomos, la presión alta hizo que se formara una red o estructura sólida de oxígeno a través de la cual los iones de hidrógeno se movían.

Por eso el hielo superiónico es un sólido y un líquido a la misma vez que, además, es conductor de electricidad.

"Se trata de un estado de la materia muy extraño", declaró Millot al diario The New York Times.

"A medida que se comienzan a validar ese tipo de predicciones (teóricas), surge la esperanza de poder comenzar a pensar en diseñar nuevos materiales", dijo al periódico otro de los autores del estudio, Raymond Jeanloz, profesor de ciencias planetarias en la Universidad de California en Berkeley, EE.UU.

Image caption Los planetas Neptuno (foto) y Urano son conocidos como los "gigantes de hielo". (Imagen: Hulton Archive/Getty Images)

Y agregó: "Uno dice qué propiedades quiere y alguien puede usar una computadora para descifrar qué tipo de material, qué tipo de elementos reunir y cómo deberían agruparse para generar esas propiedades".

Pero este trabajo también tiene implicaciones importantes fuera de los confines de la Tierra.

Desde las ciencias planetarias se cree que Urano y Neptuno contienen grandes cantidades de hielo superiónico.

Esto explicaría por qué sus campos magnéticos están inclinados y descentrados.

"Los campos magnéticos brindan información crucial sobre el interior de los planetas y su evolución, por lo que es gratificante que nuestro experimento pueda probar y, de hecho, respaldar dicha explicación", dijo Jeanloz en el comunicado del LLNL.

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