En una nueva investigación se ha comprobado que a escala nanométrica el hidrógeno puede adquirir la propiedad exótica de la superfluidez, confirmándose así una predicción teórica de hace medio siglo.

En el helio, la sorprendente propiedad de la superfluidez, un estado cuántico en el que la fricción deja de existir, se descubrió en 1936. A una temperatura bajísima, los átomos de helio son capaces, por ejemplo, de circular por canales extremadamente estrechos sin fricción ni viscosidad algunas. Ciertos gases atómicos también pueden comportarse como superfluidos.

En 1972, el físico Vitali Ginzburg, galardonado con un Premio Nobel, predijo que, bajo condiciones especiales, el hidrógeno líquido también puede convertirse en un superfluido.

Sin embargo, hasta ahora, no se había conseguido realizar observaciones científicas directas de moléculas de hidrógeno en estado de superfluidez.

Es muy difícil estudiar el hidrógeno en forma líquida. A 253 grados centígrados bajo cero, pasa de gaseoso a líquido, y a 259 bajo cero pasa de líquido a sólido.

Sin embargo, un equipo internacional integrado, entre otros, por Takamasa Momose y Hatsuki Otani, de la Universidad de la Columbia Británica en la ciudad canadiense de Vancouver, ideó una forma más fácil de comprobar si el hidrógeno puede adquirir superfluidez.

Confinando pequeños racimos de moléculas de hidrógeno dentro de nanogotas de helio a 272,25 grados centígrados bajo cero, el equipo de investigación consiguió mantener el hidrógeno en forma líquida.

A continuación, el equipo incrustó una molécula de metano en el cúmulo de hidrógeno y la hizo girar mediante pulsos láser. La molécula de metano giratoria actúa como un canario en una mina de carbón para la superfluidez: si gira lo bastante rápido es que no encuentra resistencia, y eso significa que el hidrógeno circundante es superfluido. Cuando se colocaron suficientes moléculas de hidrógeno (de 15 a 20 moléculas) en un grupo, el metano giró sin resistencia, lo que indicó que la conducta del hidrógeno era propia de un superfluido.

El hidrógeno se utiliza en pilas de combustible, que solo liberan agua como subproducto de su funcionamiento, pero los problemas de producción, almacenamiento y transporte han limitado los avances en infraestructuras para este combustible limpio. El flujo sin fricción del hidrógeno superfluido podría inspirar nuevas tecnologías para un transporte y un almacenamiento más eficientes del hidrógeno en el futuro.

El estudio realizado por Momose, Otani y sus colegas se titula “Exploring Molecular Superfluidity in Hydrogen Clusters” y se ha publicado en la revista académica Science Advances.

Fuente: noticiasdelaciencia.com