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Resolviendo el rompecabezas de los copos de nieve triangulares
La hermosa simetría séxtuple de los copos de nieve es el resultado de los enlaces de hidrógeno que forman las moléculas de agua cuando se congelan.
Pero los copos de nieve también pueden tener otras formas cuando el crecimiento del cristal se ve perturbado por un lado. En teoría, pueden aparecer diamantes, trapezoides y otras formas irregulares. Y, sin embargo, el que se observa con más frecuencia (después de los hexágonos) es el triángulo. El rompecabezas es ¿por qué? ¿Qué proceso hace que los copos de nieve deformados se conviertan en triángulos en lugar de decir cuadrados o rectángulos?
Hoy, Kenneth Libbrecht del Instituto de Tecnología de California en Pasadena ofrece una respuesta. Libbrecht, puedes recordar , ha construido una asombrosa máquina de copos de nieve para estudiar la formación de estos extraordinarios cristales diminutos.
Su crecimiento y forma, dice, se rige por dos procesos: la difusión de moléculas de agua a través del aire y la dinámica molecular en la superficie del cristal y es el primero el que explica la formación de cristales triangulares.
Libbrecht dice que varios fenómenos influyen en la forma en que las moléculas de agua llegan a la superficie de un cristal de nieve, pero quizás el más importante es la aerodinámica. Esto orienta los cristales y los ventila, determinando la velocidad a la que pueden crecer.
Libbrecht ha calculado cómo las pequeñas perturbaciones en la tasa de crecimiento en un lado de un cristal cambian su forma. Dice que cualquiera que sea la causa de la perturbación, un cristal hexagonal siempre seguirá cambiando de forma de una forma u otra.
Pero la propiedad curiosa de los cristales triangulares es que son estables frente a este tipo de cambio. Entonces, cuando un cristal se ha vuelto triangular, otras perturbaciones no pueden cambiar más su forma.
Los triángulos son una especie de valle en el paisaje energético de la morfología de los copos de nieve. Y esto explica por qué son tan comunes. ¡Frio!
Esté atento a uno la próxima vez que esté en la nieve.
Ref: arxiv.org/abs/0911.4733 : Efectos aerodinámicos en el crecimiento de cristales de nieve