Un equipo internacional logró congelar agua a temperatura ambiente aplicando una presión enorme, similar a 20.000 atmósferas. Así nació el hielo XXI, una nueva forma de hielo nunca vista. El experimento se realizó en el European XFEL de Alemania, donde los investigadores pudieron observar el proceso con un láser de rayos X ultrarrápido.
¿Cómo lograron crear hielo solo con presión?
El experimento comenzó colocando una diminuta gota de agua entre dos diamantes capaces de soportar fuerzas extremas. Bajo una serie de pulsos de presión extremadamente intensos, las moléculas comenzaron a reorganizarse de un modo completamente distinto al habitual.
En vez de congelarse por frío, el agua reaccionó ante la presión y adoptó temporalmente una nueva estructura sólida: el hielo XXI. Esta fase solo dura unos microsegundos antes de transformarse en hielo VI, una forma exótica que aparece solo bajo condiciones extremas.
¿Qué revelaron los rayos X sobre esta nueva fase?
Para observar una transformación tan fugaz, el equipo utilizó los rayos X ultrarrápidos del European XFEL. Este sistema permite registrar cambios a escala atómica en lapsos mínimos, algo indispensable para estudiar materiales que existen solo por instantes.
Gracias a estas imágenes, se detectó que el hielo XXI adopta una estructura tetragonal compuesta por 152 moléculas de agua, una arquitectura nunca antes observada en ninguna de las fases conocidas del hielo. Este registro directo permitió confirmar que se trata de un estado completamente nuevo.
¿Por qué este hallazgo cambia lo que se sabía del agua?
El comportamiento observado demuestra que el agua es capaz de seguir rutas de transformación inesperadas cuando se somete a presiones extremas. Estas transiciones no coinciden con los modelos tradicionales que explican el paso del estado líquido al sólido.
Los investigadores describen este proceso como un “camino oculto”, una vía intermedia que el agua transita de manera casi imperceptible. Esto sugiere que existen más fases y transiciones posibles de las que se creía, ampliando significativamente el conocimiento sobre este material esencial.
¿Qué relación tiene este hielo con las lunas heladas del sistema solar?
Las condiciones del experimento, como las presiones altísimas en un entorno estable, son similares a las que se cree que existen en lunas como Titán o Ganímedes. En esos cuerpos celestes, el agua estaría sometida a fuerzas que podrían generar fenómenos igualmente breves y complejos.
Comprender cómo aparece y desaparece una fase como el hielo XXI permitiría interpretar mejor la dinámica de los océanos subterráneos y el comportamiento de las capas internas en estos mundos helados. Esto abre una puerta para entender posibles procesos geológicos extraterrestres.
¿Por qué se considera un descubrimiento único?
El hallazgo demuestra que el agua puede convertirse en hielo sin necesidad de frío, algo que contradice la intuición y expande el mapa conocido de fases del agua. La idea de que basta la presión extrema para desencadenar esta transición redefine por completo los modelos físicos del material.
Además, la identificación del hielo XXI amplía la lista de fases cristalinas del agua, revelando que aún quedan estados por descubrir incluso en una sustancia tan cotidiana. Cada nueva fase aporta pistas sobre su comportamiento en condiciones que no existen de manera natural en la Tierra.
¿Qué falta estudiar sobre el hielo XXI?
Aún quedan interrogantes sobre el mecanismo exacto que permite esta transición tan rápida y sobre los límites en los que esta fase podría formarse de manera estable. Las herramientas actuales permiten observarla, pero no explican completamente su dinámica interna.
También queda abierta la posibilidad de que existan más fases similares bajo condiciones extremas, tanto en laboratorios como en entornos planetarios. Esto convierte al hielo XXI en el punto de partida para nuevas líneas de investigación sobre la física del agua.