El hidrógeno metálico es una realidad en la Tierra: “el santo grial” de la física de alta presión

Curiosidades

El hidrógeno metálico es una realidad en el planeta Tierra. Más de ochenta años una vez que se pronosticó, físicos han creado el hidrógeno metálico, una enigmática forma de hidrógenos que es capaz de superconducir la electricidad sin resistencia en una temperatura entorno.

El hidrógeno metálico es una realidad en el planeta Tierra

El hidrógeno metálico es una realidad en el planeta Tierra

Científicos ya venían sospechando que el hidrógeno podría existir como un metal en determinadas unas partes del Cosmos, mas es la primera vez que el hidrógeno metálico se ha creado en la tierra, y el material es extrañísimo y alucinante.

“Este es el santísimo grial de la física en alta presión”, afirmó el estudioso Isaac F. Silvera, de la Universidad de Harvard. “Es la primera muestra de hidrógeno metálico en la Tierra, con lo que cuando lo ves, miras algo que jamás ya antes había existido”.

La tabla periódica puede dividirse en 2 categorías: metales y no metales. Entre otras muchas propiedades, los metales son lustrosos (refulgentes), buenos conductores, y generalmente sólidos a temperatura entorno, al tiempo que los no metales tienen un aspecto opaco y son conductores pobres.

Como la mayor parte de nosotros aprendimos en la escuela secundaria, el hidrógeno -el primer elemento en la tabla periódica- es un no-metal.

Mas allí por mil novecientos treinta y cinco, estudiosos pronosticaron que, bajo determinadas condiciones, este generalmente estudiado elemento podría tener sus átomos tan unidos que el material no solo podría tomar propiedades metálicas, sino podría transformarse en un metal.

Mas esas condiciones no son simples de conseguir, puesto que se deben conseguir increíbles altas presiones en exageradamente bajas temperaturas, razón por la que, tras ochenta años y abundantes intentos, absolutamente nadie había sido posible de revisarlo hasta el momento. Silvera afirmó:

“La parte más apasionante es que presurizamos gas de hidrógeno a presiones suficientemente altas y la vimos transformar en un metal”.

Silvera ha estado tratando de crear hidrógeno metálico a lo largo de cuarenta y cinco años: “El hidrógeno pasó de ser transparente, no transparente y negro, y de súbito se volvió brillante”, explicó. “Realmente podríamos ver que se transformó en un metal.”

Usted puede ver este material, por vez primera en el planeta Tierra, a continuación:

El hidrógeno metálico ha sido la fuente de tanta especulación durante los años pues se prevé que tenga ciertas propiedades increíbles. Más esencial todavía, los físicos consideran que el hidrógeno metálico podría ser un superconductor a temperatura entorno, lo que querría decir que el material podría conducir electricidad con cero resistencia, y sin enfriarse primero a temperaturas super bajas.

Muchos materiales superconductores son utilizados para crear los potentes campos imantados máquinas de resonancia imantada y en trenes maglev; mas solo son capaces de conseguir superconductividad a temperaturas bajo doscientos sesenta y nueve grados centígrados (cuatro mil quinientos veintidos grados Fahrenheit), lo que los hace costosos y no prácticos para muchos propósitos.

Si los científicos pudiesen conseguir esa superconductividad a temperatura entorno, sería excelente, por el hecho de que quiere decir que podríamos crear cosas como líneas eléctricas que no pierdan electricidad entre la planta de energía y nuestros hogares. Ahora, la red pierde hasta el quince por ciento de su energía como calor, debido a la resistencia.

El material asimismo podría ser el propulsor de cohetes más poderoso nunca descubierto, con una energía increíble guardada en sus links capaces de volar a mundos lejanos.

Para ser claros, el hidrógeno metálico que Silvera y su equipo han creado es solo en torno a 1 a 1,5 micras de espesor, y diez micras de diámetro, con lo que es pequeño.

Y hasta el momento en que la revisión por pares había confirmado que su muestra era el trato real, estaban renuentes a efectuar demasiadas pruebas en él, con lo que no tenemos pruebas hasta el momento que sugieran que el material es un superconductor. Eso es una cosa que va a ser investigado en los próximos meses.

Mas por el momento, sabemos que la muestra es real, y ha estado estable en el laboratorio de Silvera desde octubre.

Para crear la muestra, el equipo capturó gas hidrógeno en un pequeño ataúd de diamante, lo enfrió a cincuenta y cinco Kelvin (-veintiséis mil setecientos sesenta y cinco grados Celsius y -cuarenta y cuatro mil novecientos setenta y siete grados Fahrenheit) y lo puso bajo presión impresionantemente alta.

Y cuando afirmamos alta presión, deseamos decir alta presión. En mil novecientos treinta y cinco, se pronosticó que el hidrógeno metálico brotaría a veinticinco gigapascales (GPa) de presión. Más Silvera y su equipo por último lo consiguieron a presiones entre cuatrocientos sesenta y cinco y cuatrocientos noventa y cinco GPa – prácticamente veinte veces más de lo previsto en un inicio.

Para la perspectiva, 1 GPa equivale a 1 millón de kilopascales (KPa), y la presión media al nivel del mar en la Tierra es ciento mil trescientos veinticinco KPa.

El equipo de forma rápida vio su cambio de apariencia, más para contrastar que lo que habían creado era hidrógeno metálico, emplearon medidas espectroscópicas, incluyendo la medición de su reflectividad, y mostraron que lo que originalmente era un gas de hidrógeno estándar (H2) se había transformado en un metal atómico.

Ahora que sabemos que existe hidrógeno metálico, quedan muchas preguntas por contestar. El más grande de estas es si el hidrógeno metálico es un líquido o bien un sólido, como los estudiosos han pronosticado que podría ser los dos.

Asimismo tratan de conectar el metal con corriente para probar si verdaderamente es un superconductor a temperatura ambiente; algo que es posible si es un líquido o bien sólido.

Por extraño que parezca, Silvera afirma que asimismo probablemente el hidrógeno metálico sea metaestable, lo que quiere decir que aun si libera la presión, continuará metálico.

Un caso común de un material metaestable es el diamante, que es una forma metaestable de carbono. Para hacer diamante, se pone el grafito bajo presión y alto calor -algo que sucede naturalmente bajo la superficie de la Tierra. Mas aun cuando se cavan diamantes fuera de la tierra, prosiguen siendo diamantes.

Hay instantes apasionantes por delante, y considerablemente más descubrimientos que se van a hacer. Mas el día de hoy hemos probado que el más frecuente de todos y cada uno de los elementos del Cosmos puede existir en una forma totalmente nueva.

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