hidrogeno

El hidrógeno es el elemento más abundante del universo. El modo en que responde a presiones y temperaturas extremas es crucial para entender la materia y naturaleza de los planetas ricos en hidrógeno.

 

Un nuevo estudio de los científicos de Carnegie, en el que se utilizó radiación infrarroja intensa, arroja nueva luz sobre este material fundamental a presiones extremas y revela detalles de una sorprendente nueva forma de hidrógeno sólido.

 

En condiciones normales el hidrógeno es un gas formado de moléculas diatómicas. Las moléculas de hidrógeno empiezan a cambiar a medida que aumenta la presión. Estas formas diferentes son llamadas fases y el hidrógeno tiene tres fases sólidas conocidas. Se ha especulado que a presiones altas el hidrógeno se transforma en un metal, lo que significa que es capaz de conducir electricidad. Podría incluso convertirse en un superconductor o un superfluido que nunca se congela –un estado de la materia completamente nuevo y exótico.

 

En un nuevo trabajo publicado en Physical Review Letters , un equipo del Laboratorio Geofísico de Carnegie examinó la estructura, enlace y propiedades electrónicas de hidrógeno altamente comprimido usando radiación infrarroja intensa.

 

En las instalaciones dependientes del Laboratorio Geofísico en el National Synchrotron Light Source del Laboratorio Nacional Brookhaven, el equipo ha descubierto que la nueva forma es estable de unos 2,2 millones de veces la presión atmosférica  a 80 grados Fahrenheit (27 ºC) hasta al menos 3,4 millones de veces la presión atmosférica a -100 grados Fahrenheit (-73 ºC).

 

Los experimentos realizados revelan que, bajo esas condiciones, el hidrógeno toma una forma  que difiere considerablemente de sus otras estructuras conocidas. La nueva fase tiene dos tipos de moléculas de hidrógeno muy diferentes. Una de ellas interactúa muy débilmente con sus moléculas vecinas — algo inusual para las moléculas sometidas a este tipo de  compresión tan alta. La otra enlaza con sus vecinos, formando una sorprendente hoja plana.

 

Las medidas muestran también que bajo estas condiciones el hidrógeno sólido está en el límite entre un semiconductor, como el silicio, y un semimetal, como el grafito. Los resultados refutan las afirmaciones anteriores, según las cuales el hidrógeno a esas presiones y temperaturas es un metal atómico denso.

 
“Este simple elemento —con solo un electrón y un protón— sigue sorprendiéndonos con su riqueza y complejidad cuando es sometido a presiones altas”, dijo Russel Hemley, Director del Laboratorio Geofísico. “Los resultados proporcionan un importante campo de pruebas para la teoría fundamental”.
 

Artículo original publicado en Phys.org

Traductor

Químico, profesor de educación secundaria, amante de la ciencia y la divulgación en general.

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