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In a laboratory in Las Vegas, a sample of water sits between two diamonds, the hardest material known, and is squeezed until it reaches 35 million pounds per square inch (PSI). A car tire holds about 30 PSI. At that pressure, the water stops behaving the way it does in a glass on a kitchen table.
En un laboratorio de Las Vegas, una muestra de agua se sitúa entre dos diamantes, el material más duro conocido, y se comprime hasta alcanzar 35 millones de libras por pulgada cuadrada (PSI). Un neumático de coche aguanta unos 30 PSI. A esa presión, el agua deja de comportarse como lo hace en un vaso sobre la mesa de la cocina.
The usual rule of physics is simple. Compress a material and its atoms are forced closer together, which normally produces more ordered, more symmetrical arrangements. Water breaks that rule. The team at the University of Nevada, Las Vegas (UNLV) found that as pressure rises, water becomes a lower-symmetry version of its former self, and its chemistry changes along with its structure. The work, led by physicist Ashkan Salamat, director of the Nevada Extreme Conditions Lab, is published in Communications Chemistry.
La regla habitual de la física es sencilla. Si se comprime un material, sus átomos se ven obligados a acercarse, lo que normalmente produce disposiciones más ordenadas y simétricas. El agua rompe esa regla. El equipo de la Universidad de Nevada en Las Vegas (UNLV) descubrió que, a medida que aumenta la presión, el agua se convierte en una versión de menor simetría de sí misma, y su química cambia junto con su estructura. El trabajo, dirigido por el físico Ashkan Salamat, director del Nevada Extreme Conditions Lab, se publica en Communications Chemistry.
The pressure is not chosen at random. Salamat's team says it reproduced conditions closer to those found on Neptune or Uranus, the so-called ice giants, whose interiors are made of hot, metallic-like water, ammonia and methane. Spacecraft data from the Voyager program give scientists an idea of these planets' composition and of their inner pressure and temperature, but no probe can descend into their atmospheres or crust. A laboratory is the only place where the chemistry can be observed directly.
La presión no se ha elegido al azar. El equipo de Salamat afirma que reprodujo condiciones más cercanas a las de Neptuno o Urano, los llamados gigantes helados, cuyos interiores están formados por agua caliente de aspecto metálico, amoníaco y metano. Los datos de las sondas del programa Voyager permiten a los científicos hacerse una idea de la composición de estos planetas y de su presión y temperatura interiores, pero ninguna sonda puede descender a sus atmósferas ni a su corteza. Un laboratorio es el único lugar donde la química puede observarse directamente.
The method is precise but narrow. The samples were studied with spectroscopy, which reads how matter interacts with light, while X-rays revealed the arrangement of the atoms. The results are laboratory measurements, obtained on a few samples under extreme compression. Salamat's team describes what water could look like deep inside a planet, and notes that if the pressure were released, the water would likely rearrange into a structure more commonly found on Earth.
El método es preciso, pero estrecho. Las muestras se estudiaron mediante espectroscopia, que analiza cómo interactúa la materia con la luz, mientras que los rayos X revelaron la disposición de los átomos. Los resultados son mediciones de laboratorio, obtenidas con unas pocas muestras sometidas a una compresión extrema. El equipo de Salamat describe cómo podría ser el agua en las profundidades de un planeta y señala que, si se liberara la presión, el agua probablemente se reorganizaría en una estructura más habitual en la Tierra.
For now, the first beneficiaries are the researchers who model the interiors of ice giants: they gain measured behaviour of water in conditions where no instrument can go. The study sets no date for any application, and it claims no practical use beyond that scientific picture. Salamat puts the ambition in terms of the long run: "When we eventually get to these worlds, what are we going to see?" Until then, the answer is being built one squeezed sample at a time.
De momento, los primeros beneficiarios son los investigadores que modelan el interior de los gigantes helados: obtienen un comportamiento medido del agua en condiciones a las que ningún instrumento puede llegar. El estudio no fija fecha para ninguna aplicación y no reivindica ningún uso práctico más allá de ese panorama científico. Salamat expresa la ambición a largo plazo en estos términos: «Cuando por fin lleguemos a esos mundos, ¿qué vamos a ver?». Mientras tanto, la respuesta se construye una muestra comprimida cada vez.