Ce este hidrogenul metalic?

Hidrogenul metalic este un fel de hidrogen supercomprimat care se găsește în nucleele giganților gazosi și stelelor. Pe măsură ce hidrogenul se află în vârful coloanei de metal alcalin din Tabelul Periodic, se știe de ceva vreme că are potențialul de a fi un metal, dar numai la presiuni extreme. Hidrogenul metalic este zdrobit atât de strâns încât nucleele atomice sunt separate doar de o supă densă de electroni care curge între ele. Cu toate acestea, este semnificativ mai puțin dens decât neutroniul, unde electronii fuzionează împreună cu protonii din hidrogen pentru a forma neutroni. Ca toate metalele, acesta este conductiv și necesită un curent electric pentru a măsura prezența metalizării.

Acest material a fost sintetizat doar în condiții de laborator chiar în 1996, la Laboratorul Național Lawrence Livermore. A existat doar aproximativ o microsecundă și a avut nevoie de temperaturi de mii de grade și presiune de peste un milion de atmosfere pentru a se atinge. Aceasta a fost o surpriză, deoarece se credea anterior că este necesar hidrogenul solid (foarte rece) pentru a produce hidrogen metalic. Experimentele anterioare au supus hidrogenului solid la presiuni de până la 2.5 milioane de atmosfere, cu absența oricărei metalizări detectabile, astfel că experimentul care implică comprimarea hidrogenului fierbinte a fost înființat pentru a măsura alte proprietăți ale materialului, nu cu intenția de a produce hidrogen metalic. Cu toate acestea, așa a fost făcută prima dată.

Deși hidrogenul metalic produs la Laboratorul Național Lawrence Livermore a fost solid, s-a teoretizat că ar putea fi posibilă crearea unei versiuni lichide, dacă se folosesc presiuni și mai mari, în jur de 4 milioane de atmosfere. Calculele au determinat, de asemenea, că acest material ar putea fi un supraconductor la temperatura camerei, deși această proprietate ar fi oarecum inutilă în scopuri practice, deoarece costul comprimării a ceva la peste un milion de atmosfere pentru o perioadă lungă de timp este mult mai mare decât răcirea a ceva. aproape de zero absolut. Cu toate acestea, există o mică șansă ca hidrogenul metalic metastabil să fie posibil – adică unul care își păstrează faza chiar și atunci când presiunea este îndepărtată.

Se crede că hidrogenul metalic există în nucleele giganților gazoși mai mari din sistemul nostru solar: Jupiter și Saturn, precum și un înveliș de hidrogen lângă nucleul Soarelui.