Se ha descubierto una nueva y extraña fase de hielo durante experimentos con el láser de rayos X más grande del mundo. Conoce el hielo XXI, una extraña fase que se forma a temperatura ambiente, bajo presión extrema.
El agua solidificada que conocemos más aquí en la Tierra se conoce técnicamente como hielo I, pero es sólo la punta del iceberg; por ejemplo, los extraterrestres en Neptuno podrían estar arrojando hielo XVIII en sus bebidas. De hecho, exponer el viejo H2O a diferentes condiciones de temperatura y presión podría dar como resultado más de 20 fases diferentes del material.
Ice XXI es el último en unirse a las filas. Tiene una estructura cristalina tetragonal con unidades repetitivas bastante grandes que constan de 152 moléculas de agua, lo que la distingue de todas las demás fases conocidas del hielo.
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Sin embargo, no esperes preparar unos elegantes cubitos de hielo XXI en el congelador de tu casa. O cualquier tipo de congelador.
Los investigadores utilizaron una celda de yunque de diamante en la instalación europea XFEL en Alemania para exprimir el agua a presiones de hasta 2 gigapascales (aproximadamente 20.000 veces la presión del aire al nivel del mar) en 10 milisegundos.
Luego liberaron la presión relativamente lentamente (durante un período pausado de un segundo) antes de repetir el proceso. Durante todo el tiempo, los rayos X capturaron un millón de imágenes por segundo para ver cómo cambia la estructura cristalina.
Resulta que el Hielo XXI es una de varias posibles etapas intermedias en el camino del agua para convertirse en una fase exótica conocida como hielo VI.
“Con los pulsos de rayos X únicos del XFEL europeo, hemos descubierto múltiples vías de cristalización en H2O, que se comprimió y descomprimió rápidamente más de 1.000 veces utilizando una celda dinámica de yunque de diamante”, dice Geun Woo Lee, físico del Instituto de Investigación de Estándares y Ciencias de Corea.
Los investigadores dicen que el descubrimiento del hielo XXI sugiere que podrían existir otras fases de hielo aún desconocidas en lunas y planetas helados.
La investigación fue publicada en la revista Nature Materials.