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Harvard abre el Santo Grial de la física: hidrógeno metálico

Harvard abre el Santo Grial de la física: hidrógeno metálico

Los científicos de Harvard sacudieron al mundo después de que publicaron oficialmente su éxito en la creación de un material completamente nuevo que puede que no exista en ningún otro lugar del universo: el hidrógeno metálico. Los hallazgos fueron publicados recientemente en la revista deCiencias.

[Fuente de imagen:Harvard]

Fue en octubre pasado cuando el físico de la Universidad de HarvardIsaac Silvera creó un gran revuelo después de que invitó a algunas universidades a presenciar algo que nunca antes habían visto:Hidrógeno metálico. La noticia se difundió rápidamente, y pronto cientos de personas se alinearon para echar un vistazo a un microscopio y ver un punto plateado rojizo atrapado entre dos puntas de diamantes.

Los hallazgos, si se validan, podrían ser el mayor descubrimiento de la ciencia.

"Si es cierto, sería fantástico", dice Reinhard Boehler, físico de la Carnegie Institution for Science en Washington, D.C. "Esto es algo que nosotros, como comunidad, hemos estado presionando para ver durante décadas".

¿Por qué eso importa?

La creación de hidrógeno metálico sólido podría revolucionar la ciencia tal como la conocemos. Se cree que el hidrógeno metálico es un superconductor a temperatura ambiente. Por el momento, no existen otros superconductores a temperatura ambiente, lo que hace que las aplicaciones sean prácticamente infinitas.

Un superconductor a temperatura ambiente podría crear nuevos cables, que no pierden energía durante la transmisión, ahorrando cientos de millones al año. Además, se podrían fabricar imanes inmensamente poderosos para permitir que las resonancias magnéticas funcionen a temperatura ambiente, lo que las hace más fáciles y económicas de mantener y producir.

Además, los mismos poderosos imanes, que podrían usarse en resonancias magnéticas, también podrían usarse para crear plasma críticamente denso y abrir el mundo de la energía de fusión, potencialmente a temperatura ambiente.

Quizás las más asombrosas son las posibles aplicaciones en los viajes interplanetarios.

"La gente de la NASA o la Fuerza Aérea me ha dicho que si pudieran obtener un aumento de 450 segundos [de impulso específico] a 500 segundos, eso tendría un gran impacto en la cohetería", Isaac Silvera, profesor de Thomas D. Cabot de las Ciencias Naturales en la Universidad de Harvard, dijoInverso. "Si puede hacer que el hidrógeno metálico se recupere a la fase molecular, [la liberación de energía] calculada para eso es de 1700 segundos".

También se propone que el hidrógeno metálico sea "metaestable", es decir, si el material se comprime a una presión muy alta y luego se libera, permanecerá a esa presión. Las propiedades son similares a las del carbono; comprímelo lo suficiente y se formará un diamante, al liberar la presión no hará que el diamante vuelva a cambiar. Aunque, una vez calentado, un diamante volverá a convertirse en grafito.

El método para crear hidrógeno metálico se ha postulado desde que fue propuesto por primera vez en 1935 por Eugene Wigner y Hillard Bell Huntingdon. La idea era que, bajo inmensas presiones, una red de hidrógeno molecular se rompería y permitiría que los electrones fluyeran libremente de una molécula a la siguiente. Los científicos propusieron modestamente que la creación de presiones de25GPasatisfaría las condiciones para la creación de hidrógeno metálico sólido.

Por supuesto, el número se subestimó enormemente. Décadas después y con presiones sobre10 vecesmas que25GPa,el hidrógeno metálico místico no se veía por ninguna parte.

Entonces, ¿cómo lo hizo Harvard?

Los experimentos de hidrógeno a alta presión son impecablemente difíciles de realizar. Sin embargo, los científicos de Harvard combatieron el problema colocando una junta de metal delgada entre dos diamantes de punta plana. La junta mantiene el hidrógeno en su lugar mientras las puntas de diamante se mueven juntas a presiones superiores a las del centro de la tierra. Bajo las intensas presiones, el hidrógeno puede forzar defectos en la superficie de los diamantes. Los diamantes dañados se vuelven frágiles, creando la posibilidad de que se formen grietas. Para combatir el problema, los científicos agregan una capa protectora transparente a los diamantes.

Bajo las intensas presiones, el hidrógeno puede forzar defectos en la superficie de los diamantes. Para combatir el problema, los científicos agregan una capa protectora transparente a los diamantes.

La adición de otro material puede estar sesgando los hallazgos, dicen los investigadores.

Harvard enfrenta un fuerte escrutinio

Por supuesto, no todo el mundo está convencido por las afirmaciones. Como debe ser, las afirmaciones extraordinarias requieren pruebas extraordinarias.

Los recubrimientos adicionales hacen que las mediciones con láser sean cada vez más difíciles para determinar con precisión lo que está sucediendo en el centro. Desafortunadamente, no es el único defecto del experimento.

Colocar hidrógeno a presiones superiores400 gigapascales (GPa) (casi4 millones de veces presión atmosférica!) hace que el hidrógeno se vuelva negro, obstruyendo aún más la capacidad del láser para penetrar el material.

"Desde nuestro punto de vista, no es convincente", dice Mikhail Eremets, que actualmente estudia hidrógeno metálico sólido en el Instituto Max Planck de Química en Mainz, Alemania.

Entonces, ¿se ha creado hidrógeno metálico sólido?

Por el momento, es difícil de decir. Si bien el riguroso escrutinio al que está siendo sometida Harvard puede parecer perjudicial, solo existe para hacer avanzar la ciencia. Los datos se deben analizar, volver a analizar y crear de nuevo antes de que el experimento se pueda confirmar o descartar. A pesar de las acusaciones de hallazgos falsos, los científicos de Harvard mantienen la esperanza de sus hallazgos.

Próximamente más actualizaciones.

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Escrito por Maverick Baker

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