Crean hielo tetragonal

Un equipo de físicos descubrió recientemente una nueva fase del hielo de agua, después de poner hielo común bajo una presión extraordinariamente alta y derretirlo antes de dejar que se volviera a congelar.

La fase previamente desconocida, llamada Hielo-VIIt, está organizada de manera diferente al hielo de agua típico.

No ocurre naturalmente en la superficie de la Tierra, pero puede existir en el manto o en lunas y planetas distantes.

Hielo-VI Tiene una simetría tetragonal, a diferencia de la estructura cúbica de la fase de hielo de la que se forma, Hielo-VII.

Esa estructura tetragonal también diferencia a Hielo-VIIt (la ‘t’ es de ‘tetragonal’) aparte de la simetría hexagonal del hielo de agua natural (conocido como Hielo-I).

Eso significa que su estructura cristalina parece un prisma rectangular en lugar de un cubo.

“El significado principal es que la comunidad que ha estado estudiando el hielo ha sido muy firme en que el hielo cúbico-VII es la fase dominante de alta presión“, dijo Zachary Grande, físico de la Universidad de Nevada, Las Vegas y autor principal del estudio.

“Pero pudimos usar nuestra nueva técnica para obtener mediciones mucho más precisas que nadie antes, lo que nos permitió observar esta sutil transición cuántica“.

Para sintetizar la fase de hielo única, los investigadores congelaron una muestra de agua bajo el aplastamiento de una celda de yunque de diamante, que presionó las moléculas de agua entre dos diamantes.

Usaron un láser para derretir brevemente la muestra, antes de permitir que se congelara nuevamente en una nueva configuración.

Al apretar la muestra bajo presiones similares a las del centro de la Tierra, forzaron a Hielo-VII a Hielo-VIIt.

Grande dijo que la fase recién descubierta era lo suficientemente similar a Hielo-VII como para recibir un nombre similar.

“El trabajo de Zach ha demostrado que esta transformación a un estado iónico ocurre a presiones mucho, mucho más bajas de lo que nunca se había pensado”, dijo Ashkan Salamat, también físico de la UNLV y coautor de la investigación, en un comunicado de la universidad.

“Es la pieza que faltaba y las mediciones más precisas jamás realizadas en el agua en estas condiciones“.

Hielo-VI Puede ocurrir de forma natural en el manto terrestre; aunque el interior de nuestro planeta es caliente, los hielos de alta presión como el Hielo-VI tienen puntos de fusión más altos.

En lugar de descongelarse a 0° C, se necesitan 727° C de calor para licuar la rara fase de hielo.

Hielo-VIIt pasa a Hielo-X, una fase que el equipo descubrió que ocurrirá a solo un tercio de la presión que los físicos pensaron previamente que era necesaria para inducir el estado.

Grande dijo que el hallazgo de Hielo X tenía incluso más implicaciones extraterrestres que la existencia de Hielo-VIIt.

“Si hay planetas con una cantidad significativa de agua dentro de su manto, los planetas en realidad serían más grandes de lo que pensábamos anteriormente, ya que el agua no se comprimirá“, dijo Grande, “y debido a esto, los astrónomos deberán volver a evaluar el suministro de agua en muchos de los grandes exoplanetas que se han descubierto en los últimos años”.

El Telescopio Espacial Webb puede ayudar a esa reevaluación; entre sus muchas tareas está estudiar exoplanetas con un detalle sin precedentes. Se espera que el telescopio esté operativo para mediados de año.

Fuente: APS