Por Julio García G. / Periodista de Ciencia
Una de las grandes constantes en la naturaleza es que siempre aparecen patrones por doquier. Estos pueden surgir de muchas formas y en diversos escenarios. Por ejemplo, las dunas de las arenas, los hexágonos en un panal construido por abejas, o bien, la piel de algunos peces, son tan solo algunos ejemplos en donde se pueden ver patrones.
Un patrón, en palabras llanas, puede definirse como un elemento u objeto que tiene una serie de repeticiones a partir de una secuencia lógica. De ahí que muchos patrones puedan ser estudiados matemáticamente gracias a que cumplen ciertas reglas, las cuales son posibles de cuantificar y sistematizar.
Ahora bien: las moléculas de agua que forman el hielo que utilizamos comúnmente para enfriar alguna de nuestras bebidas predilectas, también suelen tener patrones específicos. De ahí que sea posible analizar matemáticamente la estructura de estas moléculas.
No obstante, a pesar de que los patrones en el hielo se presentan de forma recurrente, también existen algunas excepciones. Por ejemplo, recientemente, científicos de la Universidad de Cambridge y del University College de Londres (UCL), descubrieron una nueva forma de hielo que se parece mucho al agua líquida y que podría resultar clave para entender con mayor profundidad el comportamiento de esta última.
Aunque este nuevo patrón de hielo no se encuentra de forma tan común en la naturaleza como otras formas de hielo, los científicos han podido crearlo a través de modelos por computadora y resulta que es amorfa.
De hecho, a diferencia del hielo cristalino ordinario, en el que las moléculas suelen organizarse en un patrón regular, en el hielo amorfo las moléculas están de forma desorganizada y por lo tanto se asemejan mucho al líquido.
Para lograr descubrirlo -pero a la vez crearlo a través de simulaciones computacionales- los investigadores llevaron a cabo una serie de experimentos en los que recurrieron también a una técnica llamada molienda de bolas, la cual consiste en moler el hielo cristalino en pequeñas partículas utilizando bolas de metal contenidas en un recipiente de acero, como en la imagen que aparece al principio de este texto.
Estos molinos de bolas ya se han utilizado anteriormente para fabricar materiales amorfos, pero nunca se había aplicado uno de ellos al hielo.
Además, el equipo descubrió que esta molienda de bolas de acero creó una nueva forma de hielo que, a diferencia de todos los demás hielos conocidos, tiene una densidad similar a la del agua líquida, pero, curiosamente, su estado corresponde al del agua en forma sólida.
En otras palabras: pareciera que esta nueva forma de hielo se encuentra entre un estado sólido y líquido, además de que sus propiedades son muy peculiares porque los científicos lo han definido como “hielo amorfo de densidad media” o MDA, por sus siglas en inglés.
Respecto al descubrimiento -el cual, por cierto, apareció publicado recientemente en la revista Science– el coautor del trabajo, el doctor Michael Davies, dijo en un comunicado que “nuestro descubrimiento de MDA plantea muchas preguntas sobre la naturaleza misma del agua líquida, por lo que es muy importante conocer la estructura atómica precisa de MDA”. Davies también mencionó que “encontramos similitudes notables entre la MDA y el agua líquida”.
Otra de las cuestiones clave que están analizando los científicos que participaron en este trabajo tiene que ver con el hecho de que el hielo amorfo pueda servir como modelo para clasificar el agua líquida.
Ello significa que no solamente existiría un solo tipo de agua líquida, como todos pensábamos, sino que ésta podría clasificarse en dos tipos: agua líquida de alta densidad y agua líquida de baja densidad; cada una de ellas tendría propiedades específicas -en lo que respecta a su estructura molecular- que los investigadores están por analizar.
Al respecto, el autor principal del trabajo, Christoph Salzmann, comentó en el comunicado que publicó la Universidad de Cambridge sobre este descubrimiento que “la sabiduría aceptada ha sido que no existe hielo dentro de esa brecha de densidad. Nuestro estudio muestra que la densidad de MDA está precisamente dentro de esta brecha de densidad y este hallazgo puede tener consecuencias de gran alcance para nuestra comprensión del agua líquida y sus muchas anomalías”.
Estas anomalías en el agua a las que se refiere Salzmann, podrían relacionarse con la dificultad existente hoy en día para lograr generar patrones respecto a la disposición de las moléculas de agua en el cristal de hielo, es decir, en la dificultad para hallar patrones y clasificar cada una de las formas que tienen los copos de nieve. Porque cada uno de estos copos posee un patrón diferente en su estructura (de ahí también su intrínseca belleza y originalidad).
Por otro lado, me parece que el poder de las nuevas tecnologías -concretamente el avance sorprendente en los últimos años de la inteligencia artificial y de las simulaciones por computadora, como las utilizadas para crear nuevos modelos sobre la estructura del hielo- nos está permitiendo, como seres humanos, concebir nuevas realidades que van más allá de los que la propia naturaleza puede lograr.
Nuestra capacidad innata para imaginar y crear -que ha sido producto de millones de años de evolución- nos hace cada vez más ser partícipes de la construcción de nuevos mundos que antes solamente eran diseñados por la naturaleza.
Este poder para crear y transformar que nos caracteriza como especie, es un arma de doble filo porque nos puede poner en el camino de nuestra propia destrucción, o bien en el camino hacia nuestra propia salvación. Depende de cómo se le mire.
