División entre físicos por la supuesta creación de hidrógeno metálico

Casi un siglo después de su teoría, científicos de la Universidad de Harvard creen haber logrado crear el material más raro -y potencialmente uno de los más valiosos- del planeta: hidrógeno metálico atómico. Sin embargo, otros expertos ponen en cuestión este descubrimiento y creen que los físicos protagonistas del logro podrían estar equivocados en sus cálculos y en el alcance de los resultados; es decir, que sería el último de una larga serie de intentos fallidos de hallar este ‘metal milagroso’.

El profesor de Ciencias Naturales Isaac Silvera y el investigador postdoctoral Ranga Dias, presuntos padres del nuevo material, publicaron los detalles de su hallazgo esta semana en la revista Science, que rápidamente recibieron eco y grandilocuentes titulares, ya que el hidrógeno metálico es, en sus propias palabras, «el santo grial de la física de alta presión» y esta sería la primera muestra de hidrógeno metálico en la Tierra, lo nunca visto.

El hidrógeno metálico fue predicho teóricamente y es algo así como ‘El Dorado’ de la física, ya que puede ayudar a los científicos a responder preguntas fundamentales sobre la naturaleza de la materia y puede tener una amplia gama de aplicaciones, como ser un superconductor a temperatura ambiente.

Cómo lo crearon

Para crearlo, Silvera y Dias estrujaron una pequeña muestra de hidrógeno a 495 gigapascales, o más de 71,7 millones de libras por pulgada cuadrada, una presión mayor a la del centro de la Tierra.

A esas presiones extremas, explica Silvera, el hidrógeno molecular sólido -que consiste en moléculas en sitios entramados del sólido- se descompone y las moléculas fuertemente unidas se disocian para transformarse en hidrógeno atómico, que es un metal.

«Una predicción que es muy importante es que el hidrógeno metálico se prevé que sea metaestable», dice Silvera. «Eso significa que si se quita la presión, se mantendrá metálico, similar a la forma en que se forman los diamantes a partir del grafito bajo calor intenso y presión, pero sigue siendo un diamante cuando se elimina la presión y el calor».

Aplicaciones en transporte, energía y viajes espaciales

A su juicio, entender si el material es estable es importante porque las predicciones sugieren que el hidrógeno metálico podría actuar como un superconductor a temperatura ambiente. «Eso sería revolucionario. El 15% de energía se pierde por disipación durante la transmisión, por lo que si se pudiera hacer cables de este material y usarlos en la red eléctrica, sería posible cambiar esa historia».

Dias señala que entre los santos griales de la física, un superconductor a temperatura ambiente podría cambiar radicalmente nuestro sistema de transporte, haciendo posible la levitación magnética de trenes de alta velocidad, además de hacer que los coches eléctricos sean más eficientes y mejorar el rendimiento de muchos dispositivos electrónicos.

El material también podría proporcionar mejoras importantes en la producción y el almacenamiento de energía: como los superconductores tienen una energía de resistencia cero, podrían almacenarse manteniendo las corrientes en bobinas superconductoras y luego utilizarse cuando fuera necesario.

Aunque tiene el potencial de transformar la vida en la Tierra, el hidrógeno metálico también podría jugar un papel clave para ayudar a los seres humanos a explorar los confines del espacio, como el propulsor de cohetes más poderoso descubierto, cuya potencia «permitiría explorar fácilmente los planetas exteriores. Seríamos capaces de poner los cohetes en órbita con sólo una etapa frente a dos y enviar cargas útiles más grandes, por lo que podría ser muy importante», plantea Silvera.

Un nuevo material creado con diamantes

Para crear el nuevo material, Silvera y Dias recurrieron a uno de los materiales más duros de la Tierra: el diamante. Pero en lugar de diamante natural, los autores utilizaron dos pequeños trozos de diamante sintético cuidadosamente pulido que luego trataron para hacerlos aún más resistentes y, posteriormente, montaron uno frente al otro en un dispositivo conocido como celda de yunque de diamante.

«Los diamantes se pulen con polvo de diamante y eso puede sacar el carbono de la superficie», explica Silvera. «Cuando miramos el diamante usando microscopía de fuerza atómica, encontramos defectos, que podrían hacer que se debiliten y se rompan».

Así, señala que la solución fue utilizar un proceso de grabado iónico reactivo para hacer una lámina minúscula -de sólo cinco micras de espesor, o aproximadamente una décima parte de un cabello humano- de la superficie del diamante.

Entonces, los investigadores recubrieron los diamantes con una fina capa de alúmina para evitar que el hidrógeno se difundiera en su estructura cristalina y los fragilizara. Después de más de cuatro décadas de trabajo sobre el hidrógeno metálico y casi un siglo después de su primera teoría, ver el material por primera vez, según relata Silvera, «fue emocionante».

Escepticismo por un descubrimiento de «alquimia»

Sin embargo, tras la publicación del artículo en Science, se han dejado oír las primeras voces críticas de científicos que se muestran escépticos sobre este descubrimiento que parece digno de la alquimia.

Cinco expertos diferentes consultados por la revista Nature dudan del hallazgo. El artículo publicado en Science, pese a haber pasado una revisión de pares, reproduce un texto publicado ya en octubre por los físicos de Harvard que ya atrajo críticas de inmediato. Silvera y Dias justificaron que querían publicar sus primeras observaciones antes de realizar nuevas pruebas.

Entre las críticas, destacan que el material brillante obtenido podría ser simplemente óxido de aluminio, en vez de hidrógeno metálico, que recubriría las puntas del yunque de diamante y podría tener un comportamiento diferente bajo presión.

También hay científicos que señalan que los autores han podido sobrevalorar la presión ejercida con una medida imprecisa, ya que sólo han hecho una medida y harían falta otros resultados para confirmar un descubrimiento de esta categoría.

Fuente: Agencia Europa Press