Investigadores descubren nuevas propiedades del agua con calentamiento “exótico”

Última actualización: 15.12.19

 

La ciencia ha contribuido en la creación de los grandes inventos que hoy forman parte natural de la vida diaria y del hogar. Pero para llegar a este punto hubo un largo y arduo trabajo de investigación desarrollado por grupos de científicos que se encargaron de afinar detalles y mejorar los componentes para llegar al resultado y a las aplicaciones esperadas.

Todos los grandes inventos empezaron con pruebas, muchas de ellas fracasadas. Incluso, algunos de estos inventos surgieron con un objetivo, para luego terminar siendo aplicados de manera exitosa en otro fin. De allí la importancia de las investigaciones, estudios y pruebas que adelantan los científicos.

 

¿Un experimento exótico?

En esta oportunidad, un grupo de científicos europeos hizo una serie de experimentos para calentar agua a una temperatura descomunal, utilizando un láser. El resultado fue positivo y calificado como “exótico”. El láser utilizado para lograr esta hazaña no fue un láser común, ya que se trató del primer láser de electrones, también conocido como el Linac Coherent Light Source.

Este invento puede servir para múltiples opciones. Sin embargo, por ahora es conocido como el mejor calentador de agua y más veloz de la tierra, siendo un elemento que cualquiera quisiera tener de aliado, porque es capaz de cambiar la temperatura ambiente del agua, hasta llegar a unos 100.000 grados Celsius. Todo esto puede hacerlo el láser en menos de una décima de picosegundo. Algo así como a una velocidad aproximada de una millonésima de millonésima de segundo. Es decir, sumamente rápido.

Este experimento científico está muy lejos de ser un común y simple calentador convencional. De hecho, es un láser muy potente que fue creado entre el Centro para la Ciencia del Láser de Electrones Libres (CFEL), en Alemania, y la Universidad de Uppsala, en Suecia.

Un grupo de científicos encabezados por Carl Calleman hicieron pruebas y fueron capaces de llegar a producir un estado del agua nunca antes visto, al que llamaron “exótico”. Con este paso, los investigadores esperaban conocer más a fondo las propiedades del vital líquido.

 

 

En el laboratorio National Accelerator Laboratory, del Departamento de Energía de los Estados Unidos, los científicos en cuestión hicieron uso del Linac Coherent Light Source, un láser de electrones libres, para apuntar flashes intensos y cortos en contenido de rayos X en un chorro de agua. Los resultados fueron de una temperatura exorbitante.

Según lo apuntado por Calleman a través de un comunicado, la temperatura del agua se calentó de forma descomunal, por lo que no es una forma común de hervir el agua. Explicó el científico que cuando el agua se calienta, se produce una agitación de las moléculas más fuerte.

En el área molecular, el calor es sinónimo de movimiento. De modo que, mientras más caliente es el agua, mayor agitación hay en las moléculas, es decir, hay un movimiento más rápido de estas. Esta agitación molecular se logra mediante la transferencia de calor del fuego en una estufa o encendiendo el microondas. Con ambos mecanismos, las moléculas de agua se agitan y se mueven en dirección hacia adelante y hacia atrás de forma rápida con el campo electromagnético.

En el caso de la calefacción, el mecanismo funciona de un modo distinto. Según detalló Calleman, los rayos X energéticos son los que sacan los electrones de las moléculas de agua, por lo que se elimina el equilibrio de las cargas eléctricas. Es así como los átomos generan una fuerza repulsiva fuerte y se da inicio a un movimiento violento.

Después, en un tiempo de 75 millonésimas de una milmillonésima de segundo, el vital líquido pasa a una transformación de fase líquida a plasma. Este último es considerado el estado de la materia en el que los electrones son libres y se han eliminado de los átomos, lo que produce algo así como un gas con carga eléctrica.

Continuó explicando el investigador que en ese estado o fracción de tiempo en el que el agua cambia de líquido a plasma, esta aún se mantiene con una densidad líquida, debido a que los átomos no contaron con el tiempo para moverse rápidamente.

 

Un estado poco conocido de la materia

En este sentido, agregó el coautor de la investigación adscrito a la Universidad de Uppsala, Olof Jönsson, que este estado de la materia es hasta ahora desconocido y no se compara con nada que se pueda conseguir de forma natural en el planeta Tierra.

En sus propias palabras, posee propiedades similares a las de algunos plasmas en el sol y el planeta de gas Júpiter. Sin embargo, sostuvo que su densidad es menor, pero más caliente que el núcleo de la Tierra.

 

 

De acuerdo con la impresión de Olof Jönsson, el agua, un líquido para muchos común y conocido, tiene propiedades extrañas. Por ello, apuntó que es gracias a estas características tan peculiares que posee que muchas de las cosas en la Tierra son como son, haciendo referencia puntual a la vida.

Los investigadores coinciden en que este primer experimento abre camino para muchas investigaciones posteriores, ya que es fundamental para cualquier trabajo que suponga el uso de líquidos en láseres de rayos X. Además, están seguros de que permitirá comprender mejor las características que componen el agua.

Asimismo, el grupo de investigadores expuso, a través del comunicado, que las mediciones no emitieron cambios en la estructura básica del agua hasta los 25 femtosegundos luego de que el pulso de rayos X comenzara a azotarla. Sin embargo, de acuerdo al controlador, tras los 75 femtosegundos, los cambios pasaron a ser evidentes.

En este sentido, Nicusor Timneanu, otro de los investigadores del equipo de la Universidad de Uppsala, refirió que dentro de las observaciones es importante considerar el desarrollo de técnicas para conseguir imágenes de moléculas individuales, así como otras micro partículas diminutas con láser de rayos X. Por ello, aseguró que este estudio abre las puertas a una mejor comprensión de lo que pueden hacer con diferentes muestras.

 

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