El agua, una de las sustancias más estudiadas de la Tierra, volvió a sorprender a la ciencia. Un equipo internacional de investigadores logró crear una nueva forma de hielo, denominada hielo XXI, sin necesidad de enfriarla, sino aplicando presiones extremas a temperatura ambiente, según revela un estudio publicado en la revista Nature Materials.
El experimento se llevó a cabo en los laboratorios del European XFEL, en Alemania, donde los científicos utilizaron una celda de yunque de diamante para comprimir agua líquida entre dos diamantes, alcanzando presiones de hasta dos gigapascales, equivalentes a unas 20 mil veces la presión atmosférica normal.
Mediante un proceso de compresión intermitente —pulsos de presión de milisegundos seguidos de breves liberaciones—, el agua fue sometida a condiciones que imitan las del interior de lunas heladas como Titán o Ganímedes. Durante esos breves instantes, las moléculas se reorganizaron en una estructura cristalina inédita, más compacta que cualquier otra forma conocida de hielo.
Para observar esta transformación efímera, los científicos recurrieron al láser de rayos X más potente del mundo, el European XFEL, que permitió capturar imágenes a microsegundos de distancia y seguir la cristalización en tiempo real.
“La compresión rápida del agua le permite permanecer líquida hasta presiones mucho más altas, donde normalmente ya se habría convertido en hielo VI”, explicó Geun Woo Lee, investigador del Instituto Coreano de Investigación de Estándares y Ciencia (KRISS) y líder del estudio.
El equipo descubrió que el hielo XXI es una fase metaestable que existe solo por unas décimas de microsegundo antes de transformarse en hielo VI, una fase que se cree está presente en el interior de cuerpos helados del sistema solar.
Análisis complementarios en la instalación PETRA III confirmaron que este nuevo hielo tiene una estructura tetragonal compuesta por 152 moléculas de agua, un arreglo nunca antes observado.
Según los investigadores, el hallazgo podría ofrecer pistas sobre los procesos internos de las lunas heladas y ampliar el entendimiento sobre cómo el agua reacciona bajo condiciones extremas. “Nuestros resultados sugieren que podrían existir más fases de hielo metaestables a altas temperaturas, lo que ayudaría a comprender la dinámica y composición de mundos lejanos”, señaló Rachel Husband, física del centro DESY HIBEF.
Más allá de su carácter efímero, el descubrimiento del hielo XXI abre una nueva ventana a la física del agua, un material aparentemente simple que sigue desafiando las leyes conocidas. “El agua es un enigma fascinante: su comportamiento puede cambiar radicalmente bajo diferentes condiciones, y aún estamos lejos de comprender todos sus secretos”, concluyó Lee.