Un equipo de investigadores, dos con la Comisión Francesa de Energía Atómica (AEC) y un tercero con el sincrotrón Soleil, han encontrado evidencia de un cambio de fase para el hidrógeno con una presión de 425 gigapascales.
En su artículo publicado en Phys.org, Paul Loubeyre, Florent Occelli y Paul Dumas describen cómo probar el hidrógeno a una presión tan alta y lo que aprendieron de él.
Aunque hace mucho tiempo se teorizó que si el gas de hidrógeno estuviera expuesto a suficiente presión, se convertiría en un metal, no se pudo saber cuánta presión se requiere.
Las dudas sobre las teorías comenzaron a surgir cuando los científicos desarrollaron herramientas capaces de ejercer las altas presiones que se creían necesarias para convertir al hidrógeno en un metal. Los teóricos simplemente movieron el número más alto.
Sin embargo, en los últimos años, los teóricos han llegado a un consenso: sus matemáticas mostraron que el hidrógeno debería pasar a aproximadamente 425 gigapascales, pero no existía una forma de generar tanta presión.
El año pasado, un equipo de la AEC mejoró la célula de yunque de diamante, que durante años se ha utilizado para crear una fuerte presión en los experimentos.
En una celda de yunque de diamante, se usan dos diamantes opuestos para comprimir una muestra entre puntas altamente pulidas; la presión generada generalmente se mide usando un material de referencia.
Con el nuevo diseño, llamado celda de yunque de diamante toroidal, la punta se convirtió en una forma de rosquilla con una cúpula ranurada. Cuando está en uso, el domo se deforma pero no se rompe a altas presiones. Con el nuevo diseño, los investigadores pudieron ejercer presiones de hasta 600 GPa.
Eso todavía dejó el problema de cómo analizar una muestra de hidrógeno mientras se comprimía. Los investigadores superaron este desafío simplemente haciendo brillar un haz de luz infrarroja a través del centro del dispositivo; con temperaturas normales, puede pasar directamente a través del hidrógeno. Pero si se encontrara con un metal en transición, en su lugar sería bloqueado o reflejado.
Los investigadores encontraron que las muestras de hidrógeno comprimidas a 425 gigapascales bloqueaban toda la luz infrarroja y visible y también mostraban reflectividad óptica. Sugieren que sus resultados indican que el hidrógeno se vuelve sólido a 425 gigapascales, pero ya están planeando otra prueba para reforzar sus hallazgos. Quieren repetir el experimento para determinar si la muestra comienza a conducir electricidad a 425 gigapascales
