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Celda de yunque de diamantes utilizada para la obtención de hidrógeno metálico. Fuente: R. Dias y I.F. Silvera
Casi 80 años después de que se formulara la hipótesis sobre la existencia de hidrógeno metálico, científicos de la Universidad de Harvard han conseguido crearlo. El hidrógeno metálico tiene propiedades sorprendentes que lo convierten en uno de los materiales más preciosos de la Tierra.
El hidrógeno metálico ha sido creado por Thomas D. Cabot, Isaac Silvera y Ranga Dias. Además de ayudar a los científicos a comprender las cuestiones fundamentales sobre la naturaleza de la materia, este material posee sorprendentes cualidades que incluyen la superconductividad a temperatura ambiente. Los trabajos se publican en la revista Science.
Se trata del Santo Grial de la física de alta presión, según Silvera. Es la primera muestra de hidrógeno metálico sobre la Tierra y cuando lo miras, ves algo que hasta ahora no existía, añade.
Para crear este hidrógeno metálico, Silvera y Dias han comprimido una muestra de hidrógeno a una presión de 495 gigapascales, que equivalen a alrededor de 35.500 toneladas por metro cuadrado, superior a la presión que existe en el centro de la Tierra.
Bajo estas presiones extremas, el hidrógeno molecular sólido comienza a dividirse y las moléculas disociadas se transforman en un hidrógeno atómico que es un metal.
Estos trabajos abren una nueva ventana para comprender las propiedades generales del hidrógeno, pero al mismo tiempo abre nuevas vías a la creación de materiales revolucionarios.
Meta estable
Una de las constataciones es que el hidrógeno metálico es meta estable. Eso significa que, si suprimimos la presión, seguirá siendo metálico, algo parecido a lo que ocurre a los diamantes que se forman bajo un calor y una presión asombrosa. Incluso cuando el calor y la presión desaparecen, el diamante permanece.
Es importante determinar si el hidrógeno metálico es estable porque otras hipótesis sugieren que funciona como un superconductor a temperatura ambiente. Esto sería revolucionario, según los investigadores.
Por los sistemas actuales, se pierde alrededor del 15 por ciento de la energía durante su recorrido desde la central a una terminal de consumo, por lo que si un cable fabricado con hidrógeno metálico es usado en una red eléctrica, podría cambiar radicalmente el consumo de energía.
La supraconductividad a temperatura ambiente forma parte de los objetivos últimos de la física, según Dias. Podría revolucionar el sistema de transportes, crear trenes de alta velocidad que utilizan la levitación magnética y mejorar considerablemente los coches y los aparatos electrónicos.
El hidrógeno metálico ha sido creado por Thomas D. Cabot, Isaac Silvera y Ranga Dias. Además de ayudar a los científicos a comprender las cuestiones fundamentales sobre la naturaleza de la materia, este material posee sorprendentes cualidades que incluyen la superconductividad a temperatura ambiente. Los trabajos se publican en la revista Science.
Se trata del Santo Grial de la física de alta presión, según Silvera. Es la primera muestra de hidrógeno metálico sobre la Tierra y cuando lo miras, ves algo que hasta ahora no existía, añade.
Para crear este hidrógeno metálico, Silvera y Dias han comprimido una muestra de hidrógeno a una presión de 495 gigapascales, que equivalen a alrededor de 35.500 toneladas por metro cuadrado, superior a la presión que existe en el centro de la Tierra.
Bajo estas presiones extremas, el hidrógeno molecular sólido comienza a dividirse y las moléculas disociadas se transforman en un hidrógeno atómico que es un metal.
Estos trabajos abren una nueva ventana para comprender las propiedades generales del hidrógeno, pero al mismo tiempo abre nuevas vías a la creación de materiales revolucionarios.
Meta estable
Una de las constataciones es que el hidrógeno metálico es meta estable. Eso significa que, si suprimimos la presión, seguirá siendo metálico, algo parecido a lo que ocurre a los diamantes que se forman bajo un calor y una presión asombrosa. Incluso cuando el calor y la presión desaparecen, el diamante permanece.
Es importante determinar si el hidrógeno metálico es estable porque otras hipótesis sugieren que funciona como un superconductor a temperatura ambiente. Esto sería revolucionario, según los investigadores.
Por los sistemas actuales, se pierde alrededor del 15 por ciento de la energía durante su recorrido desde la central a una terminal de consumo, por lo que si un cable fabricado con hidrógeno metálico es usado en una red eléctrica, podría cambiar radicalmente el consumo de energía.
La supraconductividad a temperatura ambiente forma parte de los objetivos últimos de la física, según Dias. Podría revolucionar el sistema de transportes, crear trenes de alta velocidad que utilizan la levitación magnética y mejorar considerablemente los coches y los aparatos electrónicos.
También la carrera espacial
El hidrógeno metálico sería asimismo muy útil para la producción y almacenamiento de energía, porque los superconductores poseen una resistencia de energía cero y se podría mantener la corriente en las bobinas superconductoras y utilizarlas según necesidades.
El hidrógeno metálico podría cambiar muchas cosas en la Tierra, pero será también muy interesante para la exploración espacial, ya que es el más potente carburante para los cohetes.
Para medir la potencia del carburante de cohetes, se habla de una impulsión específica que mide la velocidad de combustión en segundos del carburante a bordo de un cohete.
Actualmente, los mejores carburantes tienen una impulsión específica de 450 segundos. Sin embargo, la impulsión específica del hidrógeno metálico podría alcanzar los 1.700 segundos.
Tras la publicación del artículo en Science, una parte de la comunidad científica se ha mostrado escéptica. Entre las críticas destacan que el material brillante obtenido podría ser simplemente aluminio, en vez de hidrógeno metálico. También señalan que los autores han podido sobrevalorar la presión ejercida con una medida imprecisa. Sólo han hecho una medida y harían falta otros resultados para confirmar este importante descubrimiento, concluyen los críticos.
Este artículo se publicó originalmente en Actualité Houssenia Writing. Se reproduce con autorización.
El hidrógeno metálico sería asimismo muy útil para la producción y almacenamiento de energía, porque los superconductores poseen una resistencia de energía cero y se podría mantener la corriente en las bobinas superconductoras y utilizarlas según necesidades.
El hidrógeno metálico podría cambiar muchas cosas en la Tierra, pero será también muy interesante para la exploración espacial, ya que es el más potente carburante para los cohetes.
Para medir la potencia del carburante de cohetes, se habla de una impulsión específica que mide la velocidad de combustión en segundos del carburante a bordo de un cohete.
Actualmente, los mejores carburantes tienen una impulsión específica de 450 segundos. Sin embargo, la impulsión específica del hidrógeno metálico podría alcanzar los 1.700 segundos.
Tras la publicación del artículo en Science, una parte de la comunidad científica se ha mostrado escéptica. Entre las críticas destacan que el material brillante obtenido podría ser simplemente aluminio, en vez de hidrógeno metálico. También señalan que los autores han podido sobrevalorar la presión ejercida con una medida imprecisa. Sólo han hecho una medida y harían falta otros resultados para confirmar este importante descubrimiento, concluyen los críticos.
Este artículo se publicó originalmente en Actualité Houssenia Writing. Se reproduce con autorización.
Referencias
1. Dias RP, Silvera IF. Observation of the Wigner-Huntington transition to metallic hydrogen. Science. Janvier 2017:eaal1579. doi: 10.1126/science.aal1579
2. Physicists doubt bold report of metallic hydrogen. Nature News & Comment.
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