Idrogeno metallico solido, il nuovo materiale creato dagli scienziati

idrogeno

L’idrogeno metallico solito, un nuovo stato della materia presente forse soltanto nelle stelle

L’idrogeno molecolare è normalmente un gas a temperatura ambiente, ma quando viene colpito dal diamante, esso si converte in un materiale completamente diverso, precedentemente sconosciuta stato della materia, secondo un team di fisici della materia condensata.
La cosiddetta “fase V,” descritta nella rivista Nature, rappresenta un passo significativo verso la ricerca di ciò che è stato chiamato il Santo Graal della fisica ad alta pressione: l’idrogeno metallico solido.
L’idrogeno è l’elemento più abbondante nell’universo – si pensi che stelle sono costituite quasi interamente da esso, insieme all’ con un po ‘di elio e a piccolissime tracce di sostanze chimiche pesanti. Si tratta di un ingrediente essenziale nelle mattoni della vita, un atomo necessario per creare le molecole d’acqua e dare vita a tutti gli esseri biologici. E’ estremamente leggero, spesso si trova sotto forma di gas, l’idrogeno molecolare costituito da due atomi di idrogeno legati insieme. E’ l’atomo più semplice, costituito da un singolo protone e elettrone, e ha servito sempre da modello per gli scienziati che studiano la fisica a scale più piccole.
Il gas di idrogeno molecolare è piuttosto raro nell’atmosfera terrestre, e a temperature e pressioni diverse si modifica in altri stati fisici (come solido o liquido) sulla Terra. Ciò però non accade su alcuni pianeti come il gigante gassoso Giove, che contiene enormi quantità di idrogeno a pressioni e temperature estreme.
Quindi, se vogliamo comprendere appieno le stelle e i pianeti intorno a noi, dobbiamo avere una migliore comprensione fondamentale di come l’idrogeno si comporta in condizioni decisamente soprannaturali.
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Il sistema a idrogeno è molto importante per la fisica fondamentale, e ha aperto la strada a modelli applicati nei primi passi della meccanica quantistica“, ha dichiarato il coautore dello studio Philip Dalladay-Simpson, fisico presso l’Università di Edimburgo.

L’idrogeno può essere liquefatto a temperature estremamente basse, ed è stato a lungo utilizzato come carburante liquido per missili. Alle alte temperature come quelli trovati nella corona del sole, elettroni dell’atomo vengono rimossi dai protoni, formando un gas ionizzato noto come plasma.
I teorici però hanno anche previsto che, a pressioni estreme, ma a temperature miti, l’idrogeno potrebbe diventare solido – uno stato in cui i legami covalenti di due molecole di idrogeno legate insieme si spezzano e gli elettroni degli atomi vagano liberi, trasformando il gas chiaro in un metallico solido di colore grigio lucido.
Per dare conferma alla teoria Dalladay-Simpson e colleghi hanno preso delle molecole di idrogeno e le hanno schiacciati tra due incudini di diamante, mantenendo la temperatura ad un massimo di 80 gradi Fahrenheit, ma aumentando la pressione fino a 325 gigapascals, pari a 3,21 milioni di atmosfere presenti sulla Terra.
Gli scienziati hanno scoperto che a queste pressioni, la struttura del materiale ha cominciato a cambiare in modo significativo: dando una specie di materiale composto da strati di idrogeno molecolare intervallati da strati di idrogeno atomico. In poche parole il precursore del materiale allo stato metallico solido a lungo teorizzato, in cui tutti i legami molecolari sono ripartiti. L’idrogeno metallico solido potrebbe presentare proprietà come la superfluidità e la superconduttività, e potrebbe avere utilizzi tecnologici fondamentali, dalla medicina alla tecnica.

About Giuseppe Zito
Appassionato scrittore di svariati generi, sono attivo ormai da anni su diversi siti di news

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