Presionado entre dos piezas de diamante, el hidrógeno ha sido transformado en una forma metálica que se cree existe dentro de planetas gigantes como Júpiter.

Los científicos de Harvard estrujaron una pequeña muestra de hidrógeno a 495 gigapascales, o más de 71,7 millones de libras por pulgada cuadrada.

Es el átomo más simple que existe. Está en el agua y en gran cantidad de compuestos químicos. Representa la mayor parte de la materia visible del universo y, en la Tierra, se suele encontrar por partida doble: dos átomos que forman una molécula de gas. De él se sabe mucho pero quedan interrogantes. Esta semana, una de las preguntas se ha aclarado: enfriando y apretando mucho sus moléculas, el hidrógeno se hace metal. Es decir, probablemente es capaz de conducir la electricidad y el calor.

Es algo que fue predicho hace más de ocho décadas y ahora lo han logrado dos investigadores de la Universidad de Harvard en Cambridge (EE.UU.), que sometieron al hidrógeno a una presión mayor que la del centro de la Tierra y casi cinco millones de veces superior a la que ejerce la atmósfera sobre cada uno de nosotros.

La clave, poner al hidrógeno entre dos diamantes específicamente preparados para soportar esa altísima presión e ir bajando la temperatura hasta rondar los 200 grados centígrados bajo cero. En paralelo, analizar cómo se reflejaba la luz en el hidrógeno apretado entre los imanes para tener pistas de su transformación a metal.

«Este es el Santo Grial de la física de alta presión. Es la primera muestra de hidrógeno metálico en la Tierra, así que cuando lo estás viendo, estás mirando algo que nunca ha existido antes», describen el profesor de Ciencias Naturales Isaac Silvera y el investigador postdoctoral Ranga Dias en el estudio publicado en la revista Science.

Superconductor eléctrico y propulsor de cohetes

El estudio es relevante, en primer lugar, porque por fin constata lo que en 1935 predijeron dos científicos llamados Wigner y Huntington.

Eso sí, la presión necesaria para crear hidrógeno metálico ha sido mayor que la que ellos propusieron. Y queda por confirmar que, como vaticinaron, el minúsculo material obtenido es sólido: con las técnicas utilizadas solo se sabe que es metálico, pero no si es líquido o sólido.

En el experimento de Harvard, el hidrógeno comenzó transparente (izquierda), luego se oscureció a medida que la presión aumentaba (centro), para finalmente volverse reflectante (derecha), lo que indicaría una posible transición al estado metálico. Crédito: Ranga Dias e Isaac F. Silvera.

En segundo lugar, la teoría indica también que el hidrógeno metálico puede ser un superconductor de electricidad a temperatura ambiente o incluso más alta. Sería todo un avance, porque actualmente los superconductores funcionan a bajas temperaturas y no lo hacen en nuestra vida más cotidiana, sino por ejemplo en los aparatos de resonancia magnética o en centros de aceleración de partículas.

Además, algunas predicciones apuntan que, si efectivamente el hidrógeno metálico obtenido fuera sólido, aunque se redujera esa inmensa presión ejercida sobre él, una vez adquiridas las características metálicas las mantendría incluso a temperatura ambiente.

Si todo esto fuera posible, las opciones serían inmensas. «Si es estable a temperatura ambiente, se podrían fabricar potentes imanes. Si es superconductor, se podría transportar energía eléctrica en una red eléctrica sin disipación. También se ha predicho que será el propulsor de cohetes más potente y revolucionaría su fabricación si se pudiera producir en grandes cantidades», concluye Silvera.