Recientemente, un equipo internacional de investigadores ha usado un poderoso láser de rayos X para calentar agua a la impresionante temperatura de 100.000 grados Celsius (o 180.032 Fahrenheit) en menos de una billonésima de segundo.
El experimento produjo un estado exótico de agua, que puede brindar nuevos conocimientos sobre la sustancia más importante de nuestro planeta.
El equipo de científicos del Center for Free-Electron Laser Science (CFEL) y de la Uppsala University en Suecia usaron un láser denominado Linac Coherent Light Source (LCLS) en el SLAC National Accelerator Laboratory, con el objetivo de disparar pulsos de rayos X muy intensos pero breves en tiempo, sobre un chorro de agua.
Carl Caleman, investigador de CFEL, manifestó que el láser calentó rápidamente el agua, sin embargo el efecto fue muy diferente a la ebullición que se obtiene normalmente al calentar este líquido. Caleman agregó:
Normalmente, cuando se calienta agua, las moléculas se agitan cada vez más fuerte. Nuestra calefacción es fundamentalmente diferente. Los rayos X energéticos sacan electrones de las moléculas de agua, destruyendo así el equilibrio de las cargas eléctricas. Entonces, de repente, los átomos sienten una fuerte fuerza repulsiva y comienzan a moverse violentamente”.
Los científicos estimaron que en menos de 75 femtosegundos (75 millonésimas de una milmillonésima de segundo), el agua cambió su estado de líquido a plasma, que viene a ser el cuarto estado de la materia. El plasma es un gas cargado eléctricamente donde los electrones han sido eliminados de los átomos.
Durante el proceso de transformación de líquido a plasma, el agua permanece de forma líquida, debido a que los átomos no tienen tiempo para moverse significativamente. En dicho estado, el agua existe en una forma de materia que no puede ser hallada naturalmente en la Tierra.
Simulación de moléculas de agua y átomos en los primeros 70 femtosegundos del intenso pulso de rayos X. Crédito: Carl Caleman / CFEL / DESY / Uppsala University
El investigador Olof Jönsson, de la Uppsala University dijo en un comunicado:
Tiene características similares a algunos plasmas en el Sol y el gigante de gas Júpiter, pero tiene una densidad menor. Mientras tanto, es más caliente que el núcleo de la Tierra”.
Esta nueva investigación ha obtenido nuevos conocimientos acerca de las propiedades del agua, la cual presenta muchas anomalías en cuanto a su densidad, capacidad de calor y conductividad térmica.
A diferencia de otras sustancias conocidas, el agua en su forma sólida puede flotar en su forma líquida, y el hielo de agua se expande en vez de contraerse. El agua también posee la tensión superficial más alta de todos los líquidos conocidos. Otra particularidad es que, al enfriarla, el agua puede existir en dos estados al mismo tiempo, como fue demostrado en un anterior investigación.
Jönsson agregó:
El agua realmente es un líquido extraño, y si no fuera por sus características peculiares, muchas cosas en la Tierra no serían como son, particularmente la vida”.
Los científicos van descubriendo poco a poco los misterios de la sustancia que permite la vida en nuestro planeta, el agua. Es muy posible que aún desconozcamos muchas otras propiedades de este líquido, y también es posible que en otros planetas, el agua exista en formas que desconocemos totalmente.
El estudio científico ha sido publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Artículo escrito por: Fernando T. para CodigoOculto.com
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Una vez más es la infinitesimalidad (cuánta)que nos permite descubrir la realidad.