Gli scienziati creano una nuova forma di ghiaccio a oltre 2.000 °C

Un gruppo di ricercatori ha prodotto e identificato con chiarezza una nuova struttura cristallina del ghiaccio superionico, uno stato esotico dell’acqua che si ritiene esista nelle profondità dei pianeti giganti ghiacciati. I campioni microscopici sono stati sottoposti a pressioni fino a 230 gigapascal, circa 2,3 milioni di volte la pressione atmosferica al livello del mare, e a temperature fino a 2.630 kelvin, pari a circa 2.357 °C.

Il ghiaccio superionico è molto diverso dall’acqua congelata che conosciamo. I suoi atomi di ossigeno formano un reticolo cristallino rigido, mentre i nuclei di idrogeno si muovono liberamente al suo interno, come particelle in un liquido. Questa combinazione conferisce al materiale proprietà sia tipiche dei solidi sia simili a quelle dei liquidi.

Il gruppo ha compresso l’acqua tra punte di diamante, l’ha riscaldata con laser e ne ha esaminato la disposizione atomica usando un fascio sottile di raggi X di sincrotrone. Al di sopra di circa 200 gigapascal, gli atomi di ossigeno hanno assunto una struttura esagonale compatta, diventata predominante rispetto alla forma cubica a facce centrate osservata in precedenza. Gli esperimenti hanno inoltre mostrato che le due strutture possono trasformarsi l’una nell’altra al variare delle condizioni.

Si ritiene che l’acqua superionica occupi ampie regioni all’interno di Urano e Nettuno. Poiché strutture cristalline diverse possono avere proprietà elettriche e meccaniche differenti, la scoperta potrebbe affinare i modelli che descrivono il movimento della materia e delle cariche all’interno di questi pianeti. Sono comunque necessari ulteriori calcoli per stabilire in che modo la fase appena confermata possa contribuire ai loro campi magnetici dalla forma insolita.