Un equipo de científicos ha logrado calentar oro a aproximadamente 19,000 Kelvin (unos 33,700°F), una temperatura 14 veces superior a su punto de fusión, sin que el metal se convierta en líquido. Este descubrimiento, detallado en la revista Nature, contradice una teoría de la década de 1980 sobre los límites de la estabilidad de los sólidos bajo calor extremo.
El equipo de investigación, liderado por Bob Nagler del Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC, empleó pulsos de láser de rayos X ultrarrápidos para calentar una fina película de oro. La velocidad sin precedentes de este calentamiento, que ocurrió en billonésimas de segundo, impidió que la estructura cristalina del oro colapsara, permitiendo que el material mantuviera su estado sólido a pesar de las temperaturas extremas. Este logro no solo representa un hito en la ciencia de materiales, sino que también ofrece una nueva metodología para medir temperaturas en condiciones extremas, similares a las que se encuentran en los núcleos de los planetas y en entornos estelares.
Tradicionalmente, medir la temperatura de la materia en estos estados, conocida como "materia densa y caliente", ha sido un desafío debido a su naturaleza transitoria y a la dificultad de obtener mediciones precisas. La técnica utilizada se basa en la dispersión de rayos X inelástica, que permite a los investigadores medir directamente la velocidad de los átomos y, por lo tanto, inferir la temperatura del sistema. Este método proporciona una alternativa más fiable a las estimaciones anteriores, que a menudo tenían grandes márgenes de error y obstaculizaban el desarrollo de modelos teóricos precisos.
El estudio, que contó con la participación de instituciones como la Universidad de Nevada, Reno, y el European XFEL, desafía el concepto de la "catástrofe entrópica", una teoría que postulaba un límite máximo de temperatura para los sólidos antes de que debieran transicionar a un estado líquido para evitar una violación de la segunda ley de la termodinámica. Los resultados sugieren que al calentar los materiales a velocidades extremadamente altas, se puede evitar esta transición, manteniendo la integridad estructural del sólido.
Las implicaciones de este descubrimiento son amplias, abarcando desde la investigación en fusión nuclear y escudos térmicos para naves espaciales hasta la electrónica de próxima generación y la astrofísica. La capacidad de medir y comprender el comportamiento de la materia bajo condiciones extremas es fundamental para avanzar en estos campos y para desentrañar los misterios de los entornos cósmicos y las tecnologías del futuro.