Un grupo de investigación dirigido por el profesor Matthias Kling del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica (MPQ) y la Universidad Ludwig-Maximilian de Múnich (LMU), en cooperación con la American University en Sharjah, ha descubierto un nuevo método para la producción de hidrógeno protonado (H ⁺ ₃ ). Con la ayuda de pulsos láser de alta intensidad, fueron capaces de desencadenar una reacción entre las moléculas de agua en la superficie de las nanopartículas, lo que resultó en la creación de iones de trihidrógeno. Este escenario imita las condiciones que se encuentran en el espacio exterior, en el que las partículas de polvo / hielo están expuestas a una radiación que es lo suficientemente enérgica como para inducir la formación de iones de trihidrógeno.

Las condiciones en el espacio ultraterrestre solo pueden describirse como extremas. La temperatura es extremadamente baja y la radiación es incesante. Sin duda, es un entorno prohibitivo para organismos como nosotros; sin embargo, es posible que haya jugado un papel positivo en el surgimiento de la vida en nuestro planeta. Por ejemplo, Se ha detectado una forma protonada de hidrógeno entre las moléculas que están tan escasamente distribuidas en los vastos confines del cosmos. Esta molécula ionizada, H ⁺ ₃ (también conocido como ion trihidrógeno) está formado por tres protones y dos electrones, y toma la forma de un triángulo equilátero. Debido a su naturaleza altamente reactiva, El hidrógeno protonado promueve la formación de hidrocarburos más complejos. Por lo tanto, se considera un catalizador importante para la síntesis de orgánicos, moléculas basadas en carbono que forman la base de la vida tal como la conocemos.

Hasta ahora, H ⁺ ₃ sólo se ha sintetizado en la Tierra a partir de compuestos orgánicos preformados o en plasmas de hidrógeno altamente energizados. Los físicos láser han descubierto ahora una nueva ruta para la síntesis de H ⁺ ₃ en nanopartículas, en un sistema que reproduce eficazmente las condiciones bajo las cuales la molécula puede formarse en el espacio. Por lo tanto, sus hallazgos proporcionan nuevos conocimientos sobre la formación de iones de trihidrógeno en condiciones extraterrestres.

En los experimentos, Las moléculas de agua adsorbidas en la superficie de nanopartículas de dióxido de silicio se irradiaron con extremadamente poderosas, pulsos láser ultracortos de femtosegundos, esencialmente imitando el efecto de la radiación de alta energía a la que están expuestas las partículas de polvo / hielo en el espacio exterior. La luz láser resultó en la ionización y posterior división de las moléculas de agua en las nanopartículas. Esta secuencia de eventos a su vez permitió que el catión trihidrógeno H ⁺ ₃ que se producirá mediante una reacción entre pares de moléculas de agua. "Nuestros experimentos demuestran que la producción de H ⁺ ₃ en partículas de polvo recubiertas de hielo pueden producirse en ausencia de otros factores. Este hallazgo nos ayudará a comprender cómo se impulsa la formación de moléculas complejas en las condiciones que se encuentran en el espacio exterior. "dice Matthias Kling.