El hombre logra crear hidrógeno metálico por primera vez

El hombre acaba de desarrollar un material que difícilmente exista en el algún otro lugar del universo que no sea el Laboratorio de Física Lyman de la Universidad de Harvard, en Estados Unidos. El hidrógeno, el elemento más ligero y simple de la tabla periódica y el más abundante en el universo, aquel al que estamos acostumbrados a ver en su forma gaseosa en la Tierra, ha adquirido forma metálica. El estudio que recoge el experimento fue publicado por la revista Science.

Se trata de una extraña forma del elemento, capaz de conducir la electricidad incluso a bajas temperaturas. La misma había sido concebida teóricamente en 1935 por los físicos Eugene Wigner y Hillard Bell Huntington, en lo que la ciencia conoce como la transición Wigner-Huntington. De acuerdo con esos cálculos, presiones de alrededor de 25 gigapascales (unas 246.000 veces la presión atmosférica) podrían romper los enlaces normales entre los átomos de hidrógeno sólidos, liberando electrones para ello.

El gas pasaría de transparente a ser un material brillante y reflectante, capaz de conducir una cantidad finita de electricidad incluso cuando se enfría hacia la temperatura más baja posible, cero absoluto, propiedades usuales en metales.

Las teorizaciones del par acaban de volverse realidad, gracias a presiones increíblemente altas a las que ha sido sometido el hidrógeno entre dos diamantes purificados, modificados para ello en el laboratorio.

"Nadie ha encontrado nunca hidrógeno metálico porque nunca ha existido en la Tierra", dijo a Live Science Isaac Silvera, físico de la materia condensada de la Universidad de Harvard que participó en la investigación. "Probablemente las condiciones en el universo son tales que nunca ha existido en el universo."

Las primeras aproximaciones a lograr en laboratorio la transferencia Wigner-Huntington demostraron que se requerirían presiones superiores a las proyectadas. Para ejercerlas, hubo que recurrir al material más duro conocido por el hombre: el diamante.

Pero no cualquier diamante, pues los desenterrados empezaban a quebrarse al ejercer las increíbles presiones en el hidrógeno. Diamantes sintéticos, libres de las impurezas en los diamantes naturales, que acababan desencadenando su rotura, tuvieron que ser desarrollados en laboratorio. Las piezas, además, tuvieron que ser revestidas de alúmina, el mismo material encontrado en zafiro, que evitó la difusión de los átomos del diamante y que se fundieran con los del hidrógeno, generando grietas y roturas.

Para poder aplastar el hidrógeno y convertirlo en metal, el gas debió mantenerse en estado sólido, en un medio a -269° C. Ahí, los diamantes empezaron a presionar el material: mientras la presión subía, las moléculas de hidrógeno normalmente transparentes tomaron un color opaco y finalmente se volvieron brillantes. El material resultante fue sometido a pruebas que confirmaron que era metálico.

La presión necesaria para la transición era mucho mayor a la proyectada, solo concebible en el núcleo de planetas densos: fueron 495 gigapascals (unos 5 millones de kilos por centímetro cuadrado).

Así de comprimido, el hidrógeno metálico podría ser un combustible ultraligero y potente para viajes espaciales, pero falta aún conocer más sobre sus propiedades en condiciones naturales, fuera del frío y la alta presión en el laboratorio. El equipo aún no sabe si, como sugiere la teoría, el hidrógeno metálico es estable incluso si se elimina la presión.

Si fuera así, con él se podría fabricar un superconductor a temperatura ambiente, útil en trenes de levitación magnética o máquinas de resonancia magnética.

Hans Huerto

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