El hielo en gel es la forma más ligera de agua. Noticias gratuitas de la biblioteca técnica

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El hielo gelificado es la forma más ligera de agua.

16.09.2017

Los cubitos de hielo que sacas de tu congelador son solo uno de los 17 tipos de hielo conocidos por los científicos en la actualidad. Pero ahora los científicos de la Universidad de Okayama en Japón están trabajando en otra forma de hielo número 18, que será la forma de agua más ligera hasta la fecha. El estudio de muestras de "airold", una especie de aerogel helado, permitirá a los científicos descubrir algunas de las sutilezas del comportamiento del agua en condiciones ambientales extremas.

El hielo normal se obtiene enfriando agua a la presión atmosférica normal, mientras que las moléculas de agua forman una red cristalina con una celda hexagonal. Sin embargo, el nivel de presión y la tasa de cambio de temperatura pueden hacer que las moléculas de agua formen una red cristalina que no sea hexagonal; el llamado hielo cúbico se forma muy a menudo en la atmósfera terrestre. E incluso se pueden formar formas más exóticas de hielo en las atmósferas de otros planetas.

Cuando sube la presión en el momento de la congelación, se forma hielo con una densidad superior a la del hielo normal. Naturalmente, a medida que la presión disminuye, comienza a formarse hielo menos denso, cuya estructura se asemeja a "algodón de azúcar helado". En la actualidad, los científicos conocen solo dos formas de hielo de baja densidad, que tienen una densidad del 50 y el 90 por ciento de la del hielo normal.

Los científicos realizaron una serie de cálculos que utilizaron más de 300 tipos de nanoestructuras, que consisten en moléculas de agua, que pueden formarse en condiciones de baja presión. De acuerdo con los resultados obtenidos, todos los cristales de este tipo de hielo conservan su estabilidad solo a una temperatura cercana a la temperatura del cero absoluto; a medida que aumenta la temperatura, los cristales pierden su estabilidad, lo que conduce a un cambio en su estructura. La forma menos densa de hielo tiene una estructura, cuyos nodos están conectados por "palos" bastante largos de moléculas de agua. Entre los nodos hay un gran espacio vacío lleno de aire, lo que determina la densidad extremadamente baja de dicho material en su conjunto.

El modelado por computadora encontrará innumerables formas de hielo. Sin embargo, la obtención de muestras de dicho hielo está asociada con muchas dificultades debido a la baja presión y las temperaturas extremadamente bajas a las que se puede formar y existir dicho hielo. "Nuestros cálculos nos han dado un objetivo para futuras investigaciones. Pronto calcularemos todo el rango requerido de condiciones ambientales e intentaremos obtener las primeras muestras de nuevas formas de hielo, cuyo estudio nos ayudará a comprender el comportamiento de las moléculas de agua en condiciones extremas."

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Esconderse de civilizaciones extraterrestres 11.05.2017

Desde que Stephen Hawking y otros científicos plantearon la pregunta de por qué debemos declarar nuestra existencia a otras civilizaciones que pueden no ser nada amistosas, el debate sobre este tema no ha disminuido. Un artículo reciente del profesor asociado de astronomía de la Universidad de Columbia, David Kipping, titulado "¿Cómo crear una capa de invisibilidad para ocultar la Tierra de civilizaciones extraterrestres?"

En él, Kipping dice que si las civilizaciones extraterrestres, sobre las que advierten los científicos, realmente nos superaron significativamente en el desarrollo, entonces no les cuesta nada, en primer lugar, esconderse de nuestros ojos utilizando métodos que aún desconocemos y, en segundo lugar, crear la ilusión. de visibilidad cuando les conviene. Como ejemplo, el científico cita el llamado método de tránsito para detectar exoplanetas. Se basa en las observaciones del paso de un planeta contra el fondo de una estrella, lo que conduce a una ligera atenuación regular del brillo de la estrella. La medición de la profundidad y la duración del tránsito permite determinar el radio de la exopaneta, el semieje mayor de su órbita y su excentricidad, siempre que se conozca el período orbital de dicho planeta.

Desde el punto de vista de un científico, tal disminución del brillo de una estrella en los ojos, o mejor dicho, en los telescopios del observador, puede ser provocada deliberadamente con la ayuda de dispositivos láser que ya tenemos a nuestra disposición para engañar al observador. . O viceversa: se pueden utilizar láseres para compensar la atenuación y no delatarse. Esto requeriría 30 megavatios de electricidad, según los cálculos de Kipping, usando tecnología de detección como la que usa el observatorio espacial Kepler, que ve los exoplanetas bajo la misma luz. Y con un aumento en el poder de 10 veces, puede lograr la invisibilidad "multicolor". Para esto, los láseres terrestres modernos (en lugar de extraterrestres) son útiles, utilizando la generación supercontinua, en la que la luz láser se convierte en luz con un espectro muy amplio (es decir, con coherencia temporal baja), mientras que la coherencia espacial generalmente permanece alta.

Dado que el autor argumenta que si con la ayuda de nuestras tecnologías es posible manipular la visibilidad o la invisibilidad en el Universo, entonces es difícil imaginar lo que podría haber en el arsenal de civilizaciones más avanzadas. Por lo tanto, la pregunta de si los terrícolas necesitan una capa de invisibilidad sigue siendo retórica.

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