Una ilustración de Ar (H2) 2 en la celda del yunque de diamante. Las flechas representan diferentes formas en que las herramientas espectroscópicas estudian el efecto de presiones extremas sobre la estructura cristalina y la estructura molecular del compuesto. (Para expertos, la flecha roja representa la espectroscopia Raman, la flecha negra representa la difracción de rayos X sincrotrón, y la flecha gris representa la espectroscopia de absorción óptica. Crédito:Cheng Ji.
El hidrógeno es el elemento más simple y más abundante del universo, así que estudiarlo puede enseñar a los científicos sobre la esencia de la materia. Y, sin embargo, todavía quedan muchos secretos del hidrógeno por descubrir, incluida la mejor manera de forzarlo a ser superconductor, Estado metálico sin resistencia eléctrica.
"Aunque teóricamente es ideal para la transferencia o el almacenamiento de energía, el hidrógeno metálico es extremadamente difícil de producir experimentalmente, "dijo Ho-kwang" Dave "Mao, quien dirigió un equipo de físicos en la investigación del efecto del gas noble argón sobre el hidrógeno presurizado.
Durante mucho tiempo se ha propuesto que la introducción de impurezas en una muestra de hidrógeno molecular, H2, podría ayudar a facilitar la transición a un estado metálico. Así que Mao y su equipo se propusieron estudiar las interacciones intermoleculares del hidrógeno débilmente unido, o "dopado, "con argón, Ar (H2) 2, bajo presiones extremas. La idea es que la impureza podría cambiar la naturaleza de los enlaces entre las moléculas de hidrógeno, reduciendo la presión necesaria para inducir la transición de no metal a metal. Investigaciones anteriores habían indicado que Ar (H2) 2 podría ser un buen candidato.
Asombrosamente, descubrieron que la adición de argón no facilitaba los cambios moleculares necesarios para iniciar un estado metálico en el hidrógeno. Sus hallazgos son publicados por el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .
El equipo llevó el hidrógeno dopado con argón hasta 3,5 millones de veces la presión atmosférica normal, o 358 gigapascales, dentro de una celda de yunque de diamante y observó sus cambios estructurales utilizando herramientas espectroscópicas avanzadas.
Lo que encontraron fue que el hidrógeno permanecía en su forma molecular incluso hasta las presiones más altas, indicando que el argón no es el facilitador que muchos esperaban que fuera.
"Contrario a las predicciones, la adición de argón no creó una especie de 'presión química' en el hidrógeno, empujando sus moléculas más juntas. Bastante, tuvo el efecto contrario, ", dijo el autor principal, Cheng Ji.
