Cosa sappiamo sulla scoperta del Ghiaccio XXI nel 2025

La scienza ha recentemente arricchito il catalogo delle fasi solide dell’acqua con la scoperta del Ghiaccio XXI, la ventunesima forma di ghiaccio finora identificata. Questa particolare e affascinante variante si forma in condizioni di pressione estrema, pur mantenendo la temperatura ambiente, un dettaglio che ne sottolinea la natura eccezionale.

scoperta del Ghiaccio XXI nel 2025

Alcuni dettagli relativi dalla scoperta del Ghiaccio XXI nel 2025

Lo studio di questa nuova fase non è solo una curiosità scientifica, ma suggerisce che il vasto universo possa ospitare molte altre fasi del ghiaccio ancora sconosciute all’interno di lune e pianeti ghiacciati. La ricerca è stata condotta da un team di scienziati del Korea Research Institute of Standards and Science, che ha sfruttato le capacità tecnologiche di due strutture di punta in Germania: la European X-Ray Free-Electron Laser Facility (Xfel), che ospita il più grande laser a raggi X del mondo, e la sorgente di fotoni ad alta energia Petra III del sincrotrone tedesco Desy.

L’impiego di questi strumenti all’avanguardia è stato cruciale per poter osservare e caratterizzare una sostanza che esiste solo per una frazione di secondo in condizioni non riproducibili in un laboratorio convenzionale. Il Ghiaccio XXI presenta una struttura cristallina tetragonale particolarmente complessa. La sua unità ripetuta, che ne definisce l’architettura atomica, è insolitamente grande, composta da ben 152 molecole d’acqua. Questo arrangiamento unico lo distingue dalle forme di ghiaccio più comuni che si formano a pressione atmosferica. La sua preparazione è stata un lavoro di ingegneria estrema.

Per ottenerlo, i ricercatori hanno utilizzato una cella a incudine di diamante, uno strumento in grado di generare pressioni immense in volumi microscopici. L’acqua è stata compressa a valori circa 20.000 volte superiori alla normale pressione atmosferica, in un lasso di tempo estremamente rapido di appena dieci millisecondi.

La fase cruciale che ha permesso la formazione e l’osservazione del Ghiaccio XXI è stata la successiva e lenta riduzione della pressione, avvenuta nell’arco di un secondo, prima che il processo fosse ripetuto per ulteriori analisi. Contemporaneamente, il team ha impiegato la diffrazione a raggi X ultraveloce, catturando un milione di immagini al secondo per monitorare in tempo reale le rapidissime modifiche della struttura cristallina dell’acqua sotto stress.

Questi dati hanno permesso di tracciare con precisione la transizione di fase. L’importanza del Ghiaccio XXI risiede nella sua potenziale funzione di stadio intermedio nella complessa dinamica di solidificazione dell’acqua a pressioni elevate. Si ipotizza che il Ghiaccio XXI possa rappresentare un passaggio cruciale verso la formazione di un’altra fase esotica nota come Ghiaccio VI. Quest’ultima forma di ghiaccio è ritenuta un componente strutturale chiave presente nei nuclei o negli strati interni di grandi lune ghiacciate del nostro Sistema Solare, come i satelliti galileiani Ganimede e il satellite di Saturno, Titano.

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