AGUA A 100.000 ºC EN MENOS DE UN PICOSEGUNDO

Científicos de la Universidad de Uppsala en Suecia y del Sincrotón Alemán de Electrones (DESY), han conseguido calentar agua hasta los 100.000 grados centígrados en 75 femtosegundos gracias a un potente láser de rayos X.

Los experimentos publicados en Proceedings of the national Academy of Science (PNAS), han permitido producir el calentador de agua más rápido del planeta y producir un estado exótico del líquido con el que pretendan estudiar las propiedades del agua.

Carl Caleman, director de la investigación, aseguró en un comunicado que ellos han utilizado un método distinto a la forma habitual de calentar el agua, es decir, cuando calentamos el agua, las moléculas de agua comienzan a moverse cada vez más rápido. Sin embargo, según su método, los enérgicos rayos X empujan a los electrones fuera de las moléculas de agua, rompiendo así el balance de las cargas eléctricas. De modo que, los átomos quedan libres de una potente fuerza repulsiva y comienzan a moverse de forma violenta.

Habría que tener en cuenta que, a nivel molecular, el calor es movimiento: cuanta mayor temperatura posea algo, mayor rápidez tendrá el movimiento de sus moléculas. Esto se puede producir por transferencia del calor, como es el caso de la estufa, o más directamente, como es el caso del microondas. Ésta radiación crea un campo electromagnético que mueve el agua cada vez más rápido y por tanto, aumentando cada vez más su temperatura.

Existe una caso en el que los científicos han empleado un método más directo con la intención de romper el agua y crear plasma. Para ello, han usado rayos X que les han permitido "romper" el agua, consiguiendo así, en menos de 75 femtosegundos, que el agua pase de estar de estado líquido a plasma, siendo un estado en el que los electrones han sido expulsados por los átomos y se comporta como un gas cargado eléctricamente.

Olof Jönsson, coautor del estudio e investigador en Uppsala, explica que tras el impacto de los rayos X, el agua se transforma en un plasma  pero conservando la densidad del agua, porque los átomos no han tenido tiempo para moverse de forma significativa. Esto crea un estado del agua que no existe en la naturaleza y que tiene las mismas características que algunos plasmas en el Sol y en Júpiter pero con menor densidad, además de ser más caliente que el núcleo de la Tierra.

Para crear este estado, los investigadores han usado el LCLS («Fuente de Luz Coherente Linac»), uno de los láser de rayos X más potentes, en el laboratorio del Acelerador Nacional SLAC en Estados Unidos, cuyas instalaciones son capaces de disparar pulsos 

de rayos X ultra-cortos sobre un chorro de agua.

La causa de la creación de este exótico estado del agua ha permitido sacar importantes conclusiones a cerca de la tecnología de observación de moléculas individuales con láser de rayos X y han combiado observaciones con simulaciones con el fin de comprender mejor las propiedades del agua. Así como, su densidad, capacidad calorífica y conductividad térmica.

«El agua es realmente un líquido muy extraño, y si no fuera por muchas de sus peculiares características, muchas cosas de la Tierra, en especial, la vida, no serían como son», explica Jönsson.

Fuentes: ABC, Muy Interesante