Modelo de bola y palo de sulfuro de hidrógeno. Crédito:dominio público
El hidrógeno existe como un compuesto gaseoso de dos átomos de hidrógeno (H 2 ). En condiciones normales de laboratorio, H 2 se produce en las variantes "orto hidrógeno" y "para hidrógeno". Hasta ahora, No ha quedado claro cómo se comportan estas variantes bajo una presión muy alta. Los investigadores de la Universidad de Bayreuth ahora han encontrado la respuesta. Tanto el orto como el parahidrógeno se vuelven inestables a alta presión y dejan de existir como estados distinguibles. Los resultados de la investigación presentados en Comunicaciones de la naturaleza ampliar nuestra comprensión física de los procesos mecánicos cuánticos fundamentales.
Los dos estados del hidrógeno molecular, orto y para hidrógeno, se conocen en la investigación como isómeros de espín. Tienen la misma estructura química, pero difieren en la forma en que los núcleos de los "átomos gemelos" conectados en un H 2 Las moléculas se relacionan entre sí en términos de su momento angular. Esto da como resultado diferentes propiedades físicas de los isómeros de espín, por ejemplo, diferencias en la conductividad eléctrica y térmica. La cuestión de si los isómeros de espín coexisten bajo presiones muy altas es de gran interés para la investigación planetaria y también para los fundamentos de la mecánica cuántica. Los gigantes gaseosos como Júpiter contienen grandes cantidades de hidrógeno gaseoso. En estos planetas El h 2 Las moléculas están sujetas a una presión de compresión muchos cientos de veces más alta que la que se encuentra en la atmósfera de la Tierra.
"Si los dos isómeros de espín se distribuyeran uniformemente en gigantes gaseosos, Se podrían derivar importantes conclusiones sobre los campos magnéticos de estos planetas y su estabilidad. Sin embargo, En nuestro estudio hemos logrado por primera vez demostrar que el orto y el parahidrógeno se desestabilizan por una presión de compresión extremadamente alta. Sus respectivas propiedades características se pierden en torno a los 70 gigapascales. Esta evidencia puede ampliar significativamente nuestra comprensión de los procesos de la mecánica cuántica, "dice el primer autor y físico Dr. Thomas Meier de la Universidad de Bayreuth.
