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¿Hidrógeno metálico?: El material del futuro podría haberse logrado en la Tierra

Gerardo Herrera Corral 22 / Jul / 19
El material revolucionaría el desarrollo tecnológico, pues sería el primer súper conductor a temperatura ambiente

Hace dos años, en 2017, un grupo de investigadores de la Universidad de Harvard en los Estados Unidos pensó que lo tenía, pero no fue así. Ahora tres investigadores en Francia dicen que no hay duda. Han colocado al hidrógeno entre dos diamantes con un arreglo distinto a los anteriores y se lo ha presionado al mismo tiempo que se mantiene una temperatura baja. Los investigadores dicen estar seguros de haber observado la transición del hidrógeno en la forma de gas al estado metálico de este elemento.

Alcanzar nuevos estados

El hidrógeno es el más simple de los elementos, consiste solo de un protón y un electrón que gira a su derredor. Es un gas que, enfriado a -253 grados Celsius se convierte en líquido; así es usado como combustible en el Transbordador Espacial.

Desde hace 90 años se piensa que el hidrógeno, sometido a presiones muy altas, acabará con sus átomos tan cerca unos de otros que éstos se ordenaran convirtiéndose en un cristal metálico. Esto no ha sido corroborado.

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Tres investigadores en Francia han colocado el hidrógeno entre dos diamantes con un arreglo distinto a los anteriores y se lo han presionado al mismo tiempo que se mantiene una temperatura baja | Foto: Cortesía

Las presiones necesarias son de cuatro a cinco millones de atmósferas, al mismo tiempo que se baje la temperatura a menos 268 grados Celsius. Alcanzar estas condiciones en el laboratorio no es sencillo. Los investigadores franceses desarrollaron una celda con el material más duro que existe en la naturaleza: el diamante.

Mucho más que una simple curiosidad

El hidrógeno se comporta de manera compleja a muy altas presiones. Pasa por muy diferentes fases a medida que los átomos se reacomodan, primero se pone negro para volverse brillante con el incremento de la presión. Estos cambios han sido observados y son los indicadores que dan confianza a quienes sostienen haber logrado lo que nunca nadie hizo.

En busca de la meta estabilidad

Metalizar al hidrógeno no es solo una curiosidad natural. Se espera que este estado físico sea metaestable. Esto quiere decir que cuando se elimine la presión con la que se obtuvo el cristal metálico el material conservará sus propiedades.

Un ejemplo conocido de meta estabilidad es el diamante que se obtiene al presionar carbono mientras se calienta. Cuando se eliminan la presión y la temperatura, el diamante conserva su estado cristalino que le da la belleza tan cotizada en joyería.

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Se obtienen diamante cuando el carbón se presiona mientras es calentado | Foto: Especial

El hidrógeno metálico podría tener propiedades tan interesantes que se lo ha llamado el material del futuro. Según los cálculos, el hidrógeno metálico transportará la electricidad sin resistencia, es decir, será un superconductor. Sería el primer superconductor a temperatura ambiente; las aplicaciones tecnológicas son numerosas.

Alguna gente piensa que el hidrógeno metálico puede encontrarse en el interior de Saturno o Júpiter donde las presiones gravitacionales alcanzan valores extremos. De manera que de ser ciertos los resultados enviados para publicación por el equipo de investigadores, ésta sería la primera vez que tenemos al peculiar objeto en la Tierra … pero quizá no en el Sistema Solar.
 

Autor: Gerardo Herrera Corral
Es profesor titular del Departamento de Física del Centro de Investigación y De Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (CINVESTAV). Es líder del trabajo de los científicos mexicanos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN). Es autor de los libros "El Universo, la historia más grande jamás contada" y "El azaroso arte del engaño", entre otros.