Investigadores de Harvard anunciaron que pudieron comprimir hidrógeno líquido en un metal. En 1935, los físicos Eugene Wigner y Hillard Bell Huntington de la Universidad de Princeton predijeron que si se sometía a una presión lo suficientemente intensa, el hidrógeno se convertiría en un metal sólido. Durante las últimas décadas, los científicos en unos pocos laboratorios de élite en todo el mundo han estado tratando de lograr precisamente eso, bombardeando hidrógeno con láseres y pulsos eléctricos, y tratando de exprimirlo entre diamantes.
No es solo la curiosidad lo que los impulsa. Si se pudiera fabricar hidrógeno metálico y permanecer estable a temperatura ambiente, podría ser un material increíblemente útil. Por un lado, los científicos creen que sería un superconductor, capaz de permitir que los electrones fluyan a través de él sin pérdida de energía. Y cuando se calienta, libera una gran cantidad de energía, lo que le da el potencial de ser un propulsor revolucionario para cohetes.
¿Pero una desventaja del hidrógeno metálico? Nadie ha sido capaz de producirlo en realidad, eso es, aparentemente, hasta ahora. Investigadores de la Universidad de Harvard creen que han creado hidrógeno metálico por primera vez en el laboratorio. En un artículo publicado en la revista Science, el profesor de ciencias naturales Isaac Silvera y el investigador Ranga Dias describen cómo comprimen hidrógeno a bajas temperaturas entre yunques de diamantes sintéticos especialmente tratados y observan su transición a través de etapas, de transparente a negro y, finalmente, a una sustancia que refleja la luz "Las propiedades son las de un metal atómico", concluyen.
El autor correspondiente Silvera no respondió a un correo electrónico, pero en un video de YouTube de Harvard, dice:"Hemos hecho un nuevo material. Es un material que nunca antes había existido en la Tierra".
Otros también ven el descubrimiento como trascendental.
"Es probable que este artículo sea uno de los más importantes en física durante varias décadas. Resuelve (experimentalmente) un importante problema pendiente", dice Jeffrey M. McMahon, profesor asistente de física en la Universidad Estatal de Washington que no participó en la investigación. , vía correo electrónico. "Este es especialmente el caso si el hidrógeno metálico exhibe las notables propiedades esperadas". Él dice que el hidrógeno metálico podría llegar a ser "potencialmente el combustible para cohetes más poderoso que se conoce".
Para crear la sustancia, Silvera y Dias comenzaron comprimiendo hidrógeno líquido (el elemento se licua cuando se enfría a menos 423 grados Fahrenheit (menos 253 grados Celsius)) en un yunque hecho de dos diamantes sintéticos. Luego giraron un tornillo de acero para ejercer más y más presión sobre el hidrógeno líquido.
A una presión de aproximadamente 2 millones de veces la de la atmósfera terrestre, el hidrógeno era transparente. Pero una vez que duplicaron la fuerza a 4 millones de atmósferas, más intensa que la presión dentro del núcleo de la Tierra, el hidrógeno se volvió opaco y negro. Apretando aún más el tornillo, la muestra de hidrógeno reflejó alrededor del 90 por ciento de la luz que incidió sobre ella.
Imagen de yunques de diamante comprimiendo hidrógeno molecular. El hallazgo de los científicos de Harvard se produce más de 80 años después de que se imaginara por primera vez el hidrógeno metálico. "Ha tardado tanto porque la presión a la que se vuelve metálico es más alta de lo que originalmente pensaban Wigner y Huntingdon", explica por correo electrónico el profesor de la Universidad de Illinois David M. Ceperley, experto en física de la materia condensada. "A presiones de alrededor de 300 [atmósferas], los diamantes se vuelven muy susceptibles al agrietamiento, especialmente cuando hay hidrógeno presente. Muchos otros experimentadores se sorprenden de que Dias y Silvera hayan podido alcanzar las presiones que informan con éxito".
Ceperley advierte que el descubrimiento deberá ser validado por investigaciones adicionales. “Incluso el grupo de Harvard no lo ha repetido todavía”, dice. "Necesitan verificar que lo que hay en su celda sea hidrógeno puro y que el material de la junta no se disuelva y lo haga metálico. Necesitan medir otras propiedades además de la reflectividad óptica".
Pero en un artículo reciente en la revista Nature, algunos científicos expresaron su escepticismo sobre el descubrimiento y dijeron que querían ver pruebas adicionales de que realmente se había producido mercurio metálico. Rivera le dijo a The New York Times que planea realizar mediciones adicionales en el hidrógeno, usando un proceso llamado dispersión Raman, que usa luz láser. También planea llevar la muestra al Laboratorio Nacional Argonne del gobierno de EE. UU. en Illinois, donde se examinará con rayos X.
Ceperley tampoco está convencido de que el hidrógeno metálico se convierta necesariamente en un combustible para cohetes que cambie el juego. Él no cree que permanecerá estable una vez que se libere la presión sobre él, como lo hace un diamante. En cambio, espera que vuelva a una forma molecular que sea estable solo a baja presión. "Creo que la aplicación más probable", dice, "es enseñarnos cómo hacer mejores superconductores a partir de compuestos que contienen hidrógeno. Claramente, el hidrógeno metálico puro por sí mismo estará a una presión demasiado alta para ser útil".