Más pruebas de que el agua puede cambiar a un líquido más denso

Nueva evidencia constituye un importante paso adelante en la confirmación de la idea de que el agua puede cambiar de una forma de líquido a otra más densa, planteada por primera vez en 1992.

Debido a que se ha pronosticado que la transición ocurrirá en condiciones sobreenfriadas, confirmar su existencia ha sido un desafío en las últimas décadas. Eso es porque a estas bajas temperaturas, el agua realmente no quiere ser un líquido, sino que quiere convertirse rápidamente en hielo. Debido a su estado oculto, aún se desconoce mucho sobre esta transición de fase líquido-líquido, a diferencia de los ejemplos cotidianos de transiciones de fase en el agua entre una fase sólida o de vapor y una fase líquida.

El equipo liderado por la Universidad de Birmingham ha utilizado simulaciones por computadora para ayudar a explicar qué características distinguen a los dos líquidos a nivel microscópico.

Tal y como publica Nature Physics, descubrieron que las moléculas de agua en el líquido de alta densidad forman arreglos que se consideran "topológicamente complejos", como un nudo de trébol o un enlace de Hopf (similar a dos eslabones de una cadena de acero). Por lo tanto, se dice que las moléculas en el líquido de alta densidad están entrelazadas.

Por el contrario, las moléculas en el líquido de baja densidad en su mayoría forman anillos simples y, por lo tanto, las moléculas en el líquido de baja densidad no están entrelazadas.

Los investigadores utilizaron un modelo coloidal de agua en su simulación, y luego dos modelos moleculares de agua ampliamente utilizados. Los coloides son partículas que pueden ser mil veces más grandes que una sola molécula de agua. En virtud de su tamaño relativamente mayor y, por lo tanto, de movimientos más lentos, los coloides se utilizan para observar y comprender fenómenos físicos que también ocurren en escalas de longitud atómica y molecular mucho más pequeñas.

El doctor Dwaipayan Chakrabarti, coautor, dice en un comunicado: "Este modelo coloidal de agua proporciona una lupa en el agua molecular y nos permite desentrañar los secretos del agua relacionados con la historia de dos líquidos".

El profesor Sciortino dice: "En este trabajo, proponemos, por primera vez, una vista de la transición de fase líquido-líquido basada en ideas de entrelazamiento de redes. Estoy seguro de que este trabajo inspirará nuevos modelos teóricos basados en conceptos topológicos".

El equipo espera que el modelo que han ideado allane el camino para nuevos experimentos que validen la teoría y extiendan el concepto de líquidos "entrelazados" a otros líquidos.