O echipă de oameni de știință susține că a reușit să transforme hidrogenul în metal superconductor

Untitled

O echipă de cercetători de la Universitatea Harvard a anunțat că a reușit să transforme hidrogenul din gaz într-un metal superconductor solid, confirmând astfel o ipoteză lansată în urmă cu aproximativ 80 de ani și rămasă nerezolvată până în prezent din cauza problemelor tehnologice ce au trebuit surmontate pentru a reuși acest lucru, conform unui material publicat de revista Science.

În anul 1935 oamenii de știință au avansat ipoteza că hidrogenul ar putea fi transformat într-un metal dacă se aplică suficient de multă presiune. De atunci și până în prezent au existat mai multe încercări de a verifica această ipoteză, însă toate au fost urmate de eșec pentru că nu a putut fi construită o menghină suficient de puternică pentru acest lucru.

Echipa de la Universitatea Harvard a publicat un material științific în care explică faptul că a reușit să preseze hidrogen într-o menghină cu vârfuri din diamant până când au obținut luciul specific metalelor. La presiuni de aproape 495 gigapascali (GPa) — de aproximativ 5 milioane de ori mai mari decât presiunea atmosferică — hidrogenul din experiment devine negru-lucios, iar razele laser nu-l mai pot penetra.

Despre hidrogenul metalic se crede că este un superconductor — material care poate transporta sarcină electrică fără rezistență. Electricitatea care circulă prin circuite normale își pierde din energie, în timp, din cauza rezistenței materialului prin care este transportată. De cele mai multe ori această energie se disipă sub formă de căldură. În schimb, un curent electric care circulă printr-un superconductor pierde foarte puțină energie, valoarea fiind aproape de zero (0).

Metalele superconductoare sunt folosite pentru a fabrica magneții pentru dispozitive precum mașinile de RMN din spitale sau acceleratoare de particule precum cel de la CERN. Principala problemă legată de obținerea majorității superconductorilor este legată de faptul că materialele folosite trebuie răcite până la temperaturi extrem de scăzute, proces care este foarte scump.

Conform materialului publicat de revista Science este posibil ca hidrogenul metalic să fie un material “metastabil”. Acest lucru înseamnă că, odată format, acest material își menține proprietățile metalice chiar și la temperaturi și presiuni normale, așa cum se întâmplă cu diamantele, spre exemplu. Dacă acest hidrogen metalic este metastabil, va putea conduce electricitate cu o eficiență de aproape 100% în condiții normale de mediu, ceea ce ar reduce costurile de transport al energiei și ar elimina pierderile din rețea.

Obținerea unui superconductor metalic stabil din hidrogen, elementul chimic cel mai abundent din Univers (și de pe Pământ), este extrem de importantă, având potențialul să deschisă o nouă eră a inovațiilor tehnologice.

Spre exemplu, ar putea revoluționa infrastructura de transport prin creșterea fezabilității pentru trenurile de mare viteză pe pernă magnetică. De asemenea, automobilele electrice ar deveni exponențial mai eficiente, iar dispozitivele noastre electronice ar intra într-o nouă eră de dezvoltare și inovație.

De asemenea, ținând cont de presiunea enormă necesară pentru a obține hidrogenul metalic, atunci când acesta este trecut din nou în forma gazoasă, moleculară, se degajă enorm de multă energie. Cu alte cuvinte, hidrogenul metalic ar putea deveni cel mai puternic combustibil pentru motoarele de rachetă ale viitorului.

Coordonatorul experimentelor este profesorul Isaac Silvera de la Universitatea Harvard. El a obținut hidrogen atomic metalic prin supunerea hidrogenului gazos molecular la presiuni mai ridicate decât cele din centrul Pământului.

“Este Sfântul Graal al fizicii marilor presiuni. Este prima mostră de hidrogen metalic solid de pe Pământ. Când ne uităm la ea, vedem ceva ce nu a existat niciodată aici”, a susținut el.

Echipa de la Harvard a obținut hidrogen metalic cu ajutorul unei menghine ale cărei capete au fost confecționate din diamante sintetice, șlefuite cu atenție pentru îndepărtarea chiar și a celor mai mici imperfecțiuni de natură să le afecteze rezistența. Folosind aceste diamante, cercetătorii au putut obține presiuni mai mari de 5.000 de tone pe centimetru pătrat, transformând hidrogenul molecular gazos în hidrogen atomic metalic solid.

Anterior, oamenii de știință au obținut hidrogen metalic lichid — substanța despre care se crede că formează interiorul unor planete gazoase gigantice precum Jupiter — în medii cu presiune și temperaturi foarte ridicate. Silvera a derulat experimentele la temperaturi foarte scăzute pentru a transforma hidrogenul gazos în ceva și mai exotic: un metal solid.

Anunțul acestei descoperiri a fost primit cu scepticism de cercetători din alte laboratoare și experimentul trebuie repetat pentru a fi confirmat.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

− 1 = 9