Un equipo internacional de científicos creó una nueva fase sólida del agua tras disparar el láser de rayos X más potente del mundo sobre muestras sometidas a presiones extremas. El hito —publicado en Nature Materials— se logró en Hamburgo, combinando el European XFEL y la línea P02.2 de Petra III (DESY). El resultado es el hielo XXI, una forma “imposible” en condiciones terrestres habituales que, sin embargo, se mantiene estable a temperatura ambiente, reescribiendo el mapa de fases de un material que ya contaba con cerca de veinte estructuras cristalinas conocidas.
La receta experimental fue tan audaz como precisa: compresión ultrarrápida del agua en apenas 10 milisegundos dentro de una célula de yunque de diamante, alcanzando presiones del orden de 20.000 veces la atmosférica. Ese “latigazo” de presión evita que las moléculas tomen el camino habitual hacia el hielo VI y las obliga a reordenarse en un patrón completamente nuevo. Para observar la transformación con resolución atómica, el European XFEL aportó pulsos ultracortos capaces de registrar millones de imágenes por segundo, una auténtica cámara de alta velocidad que “filmó” la cristalización en tiempo real.
Las mediciones estructurales posteriores en Petra III confirmaron que el hielo XXI posee una red cristalina tetragonal, con grandes celdas unidad que se repiten de manera regular. La conclusión de fondo es potente: la velocidad e intensidad de la compresión determinan el tipo de hielo que se forma. Como explicó Geun Woo Lee (KRISS), “la compresión rápida del agua permite que permanezca líquida en presiones donde normalmente sería hielo VI”, lo que revela múltiples rutas de cristalización con configuraciones atómicas distintas. Y, según Rachel Husband (DESY HIBEF), estos hallazgos sugieren la existencia de más fases de hielo a alta temperatura, con implicancias directas para lunas heladas y exoplanetas.
El estudio abre una ventana a condiciones que podrían darse de manera natural en el interior de cuerpos como Titán o Ganímedes, donde presiones enormes y gradientes térmicos permitirían fases metastables del hielo. Comprender cómo nacen y evolucionan estas estructuras ayudará a refinar los modelos de la dinámica interna de mundos helados. Más allá del hallazgo específico, el trabajo demuestra el poder de combinar física de alta presión con tecnología de rayos X de última generación para revelar comportamientos ocultos de materiales en extremos que, hasta ayer, parecían inalcanzables.