Recrean el “hielo superiónico” que se encuentra en algunos planetas

Un equipo recreó recientemente hielo negro caliente llamado “superiónico” en el laboratorio. Este trabajo es necesario para comprender esta fase del agua que se encuentra en las profundidades de ciertos planetas como Urano y Neptuno. Los detalles del estudio se publican en la revista Nature Physics.

El hielo llamado “superiónico” se forma bajo temperaturas y presiones extremadamente altas. Estas condiciones hacen que las moléculas de agua se separen en sus iones de hidrógeno y oxígeno constituyentes. Los iones de oxígeno luego se organizan en una red en forma de cubo alrededor de la cual los iones de hidrógeno se mueven libremente. Esto le da al hielo una conductividad relativamente alta y baja densidad, así como un color más oscuro.

Esta fase del agua se ha teorizado durante décadas, pero no fue hasta 2019 que los científicos lograron producir hielo superiónico en el laboratorio por primera vez. En ese momento, sin embargo, los resultados del experimento no duró solo una fracción de segundo.

Recientemente, investigadores de la Universidad de Chicago y la Carnegie Institution en Washington lograron fabricar hielo superiónico. estable el tiempo suficiente para ser estudiado con más detalle.

Presión más baja de la esperada

Como parte de este trabajo, los investigadores exprimieron una muestra de agua en una celda de yunque de diamante en el Laboratorio Nacional de Argonne, luego esta agua se calentó con láseres. Finalmente, se utilizó un potente láser de rayos X (Advanced Photon Source o APS) para visualizar la disposición de los átomos en la muestra con el fin de determinar los diferentes tipos de fases atravesadas por la muestra.

Al final de este experimento, los investigadores habían producido hielo superiónico. Esto habría comenzado a aparecer en temperaturas entre 627 ° C y 1627 ° C y presiones de 20 GPa. Curiosamente, los investigadores creían que esta fase solo aparecería a presiones mucho más altas.

hielo superiónico
La configuración experimental que produjo hielo superiónico estable. Crédito: Vitali Prakapenka

Aun así, el equipo pudo mapear con mucha precisión las propiedades de este nuevo hielo, lo que constituye una nueva fase del asunto, gracias a varias herramientas poderosas. Sin embargo, todavía hay mucho trabajo para explorar completamente este estado superiónico. Propiedades como su conductividad, viscosidad y estabilidad siguen siendo un misterio. Los investigadores también sienten curiosidad por saber cómo podría comportarse este hielo cuando se mezcla con sales u otros minerales.

En última instancia, todo este conocimiento podría ayudar a los científicos a comprender cómo se forman y evolucionan ciertos gigantes de hielo como Urano y Neptuno. Aquellos ” capas de hielo superiónicas Incluso podría generar su campo magnético.


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