Un trío de investigadores de la Comisión de Energía Atómica y Energías Alternativas de Francia ha mostrado pruebas prometedoras de que el deuterio se convierte en un estado metálico a alta presión. En su artículo publicado en la revista Physical Review Letters, Paul Loubeyre, Florent Occelli y Paul Dumas describen el proceso que usaron para presurizar una muestra de deuterio y probarla para un estado de transición.

La teoría sugiere que todos los elementos deberían pasar a un estado metálico si se someten a una presión lo suficientemente fuerte. Esto se debe a que, en algún momento, sus electrones se deslocalizarán. Pero modelar, y mucho menos demostrar, tales puntos de transición ha demostrado ser difícil. Las primeras investigaciones que buscaban el estado de transición del hidrógeno condujeron a teorías de que alcanzaría un estado metálico cuando las moléculas de hidrógeno se disociaran por completo. Eso condujo a muchos esfuerzos para ver si tales teorías eran ciertas; lamentablemente, ninguno tuvo éxito. Luego, en 2000, un equipo de la Universidad de Cornell calculó que el hidrógeno debería hacer la transición a 410 GPa. En 2020, los investigadores del estudio actual utilizaron una celda de yunque de diamante para comprimir una muestra de hidrógeno a 425 GPa y utilizaron absorción infrarroja de sincrotrón y espectroscopia Raman para medir la brecha de banda del material. Encontraron una caída repentina de 0,6 eV a 0,1 eV a 80 K, lo que constituye una evidencia prometedora de que el hidrógeno se convierte en un estado metálico como se teorizó.

Poco tiempo después, el físico Alexander Goncharov sugirió que las transiciones deberían ocurrir más fácilmente en condiciones en las que el movimiento cuántico podría permitir que algunos átomos pasaran de un lugar a otro. Al observar que los núcleos de deuterio son más pesados ​​que el hidrógeno, los investigadores razonaron que deberían estar menos deslocalizados que los protones y, por lo tanto, deberían requerir más presión para la transición. Para averiguar si ese era el caso, el equipo volvió a ejecutar su esfuerzo de 2020, solo que esta vez usaron deuterio en lugar de hidrógeno. Descubrieron que la brecha de banda disminuyó de manera similar al experimento del hidrógeno, pero lo hizo a 460 GPa, lo que posiblemente confirma la teoría. Los investigadores notaron que tampoco vieron nada que indicara que se había producido una disociación molecular en ninguno de los experimentos. + Explora más

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