El hielo superiónico, líquido y sólido a la vez, puede existir, pero a 5.000ºC y una presión extremadamente alta

Hielo 02

Uno de los atractivos de la ciencia es que (casi) siempre se puede ir algo más allá, incluso hablando de cosas tan aparentemente establecidas como los estados físicos de la materia. En el colegio aprendemos el ciclo del agua y aprendemos como se pasa de uno a otro hablando de sólido, líquido y gas, pero desde hace años se predijo que existía otro estado más sin que pudiese probarse hasta ahora, dado que por fin hay evidencia experimental de hielo superiónico.

La idea de su existencia surgió hace décadas, concretamente en 1935 cuando saltaba la noticia de que Percy Bridgman, profesor de física, había sido capaz de crear hielo a una temperatura superior que la del punto de ebullición del agua al aumentar la presión (a 12.000 atmósferas). El científico logró el Premio Nobel de física en 1946, pero por la invención de una máquina para producir presiones extremadamente altas, quedando por comprobar que el agua pudiese estar en un extraño estado doble, lo cual parece haberse conseguido ahora.

Es un «súper-estado» porque son dos estados a la vez

Antes que nada quizás debamos hablar de qué es esto del hielo superiónico, porque así a priori no se sabe si suena más a ciencia o a (ciencia-)ficción.

Se trata de un estado del agua caracterizado por su dualidad, al estar a la vez en estado sólido y en estado líquido. Esto ocurre debido a que, cuando la temperatura y presión on extremadamente altas, los enlaces del hidrógeno con el oxígeno se rompen quedando iones de oxígeno cristalizados (formando una matriz sólida) y por otra parte iones de hidrógeno fluyendo a través de esta matriz.

¿Cómo lo han conseguido probar? Ha sido un equipo de físicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de California, la Universidad de Rochester y la Universidad de California, quienes según su trabajo publicado en Nature Physics fueron capaces de crear agua superiónica a partir de un tipo especial de hielo de alta presión y el uso de láser.

Hielo

Este hielo, llamado hielo VII, se produce en estas condiciones permaneciendo en estado sólido a temperatura ambiente. Lo que hicieron es precomprimir inicialmente el hielo y hacer que unos haces láser lo atravesasen con pulsos de entre 10.000 y 20.000 millonésismas de segundo, lo cual incrementó la temperatura hasta el punto de crear el agua superiónica.

Viajando al espacio sin salir del laboratorio, otra vez

Hace tiempo hablamos de que habían conseguido reproducir una lluvia de diamantes en un laboratorio, lo cual era especial más allá del curioso hecho porque de este modo se intentan reproducir las condiciones que hay en Neptuno.

En esta ocasión lo que se ha hecho para lograr el agua superhiónica experimental es conseguir una presión equivalente a 2 millones de veces la atmosférica y una temperatura cercana a los 5.000 grados centígrados. Unas condiciones que no tenemos aquí en la Tierra, de hecho se considera que este hielo superiónico podría explicar los campos magnéticos descentrados, como los de Urano y Neptuno (planetas con capas de este hielo).

Además de esto, se abren las puertas para diseñar nuevos materiales con propiedades que no se habían planteado si se consigue dominar este «juego» de las moléculas en condiciones tan extremas.

Vía | Quartz
Toda la información | Nature
En Xataka | Han llovido nanodiamantes, pero en un laboratorio y para estudiar cómo se forman en Urano y Neptuno