Agua en estado sólido, caliente y de color negro: así es el hielo superiónico, una nueva fase de la materia que se da a temperaturas y presión extremas

El hielo superiónico no era un completo desconocido para los científicos hasta ahora, pero sí un estado de la materia esquivo. Hace más de 80 años se teorizó sobre él y hace tres, en 2018, un grupo de investigadores consiguió crearlo durante 20 nanosegundos, tiempo insuficiente para estudiar todas sus propiedades. Pero sólo ahora se ha logrado una muestra estable de esta nueva fase del agua, lo que abre multitud de posibilidades para estudiar en detalle sus propiedades, según una investigación publicada recientemente en Nature.

Las características físicas del hielo superiónico son lo primero que ha llamado la atención de los científicos. Es agua en estado sólido, como el hielo convencional, pero mantiene temperaturas muy altas y su color es negro.

Y al profundizar en su arquitectura, los científicos siguieron encontrando sorpresas: a diferencia de la estructura del hielo que todos conocemos, en esta nueva fase de la materia las moléculas individuales del agua no permanecen intactas, sino que se rompen. Así, los átomos de hidrógeno comienzan a fluir mientras que los de oxígeno se mantienen estables en sus posiciones. Como consecuencia de esto, es menos denso pero mucho más oscuro, porque interactúa de forma diferente con la luz.

Para conseguir esta nueva fase de la materia ha sido necesario someter el agua a temperaturas superiores a los 6.000 grados y a presiones extremadamente altas, como las que se dan en los núcleos de planetas densos. Esto se ha logrado colocando la muestra de líquido entre dos piezas de diamante, la sustancia más dura de la Tierra, y sometiéndola a la acción de un acelerador masivo que ha impulsado los electrones a velocidades extremadamente altas, cercanas a la velocidad de la luz.

En un primer momento, los autores del estudio pensaron que algo había salido mal y se había producido una reacción química no deseada, porque las lecturas resultantes eran muy extrañas y no tenían nada que ver con lo que esperaban. Pero al observa que, tras la prueba, la materia que había resultado del experimento volvía a su estado original a temperatura ambiente, dedujeron que estaban ante una nueva fase del agua, ya que lo que se había producido era un cambio estructural reversible, y no una reacción química permanente.

Un nuevo horizonte en el estudio del nacimiento de planetas

Los científicos de esta investigación explican que estudiar las propiedades del hielo superiónico acercará a la ciencia a conocer el origen de muchos planetas grandes y helados como Urano o Neptuno, y añaden que esta forma del agua sólida y caliente poco conocida por la Humanidad hasta ahora podría ser la más común en el universo.

Los autores del estudio creen que el hielo superiónico podría estar presente en el interior de muchos planetas, en especial los fríos y grandes, y que las propiedades de esta materia podría influir de forma significativa en la formación de los campos magnéticos que protegen a los cuerpos celestes de elementos externos como la radiación cósmica.