Ciência

Harvard Desbloqueia o Santo Graal da Física: Hidrogênio Metálico

Harvard Desbloqueia o Santo Graal da Física: Hidrogênio Metálico

Cientistas de Harvard sacudiram o mundo depois que publicaram oficialmente seu sucesso na criação de um material inteiramente novo que pode não existir em nenhum outro lugar do universo: o hidrogênio metálico. Os resultados foram publicados recentemente no jornal deCiência.

[Fonte da imagem:Harvard]

Foi em outubro passado, quando o físico da Universidade de HarvardIsaac Silvera criou um grande rebuliço depois de convidar algumas faculdades para testemunhar algo que nunca viram antes:Hidrogênio metálico. A notícia se espalhou rapidamente, logo, centenas de pessoas fizeram fila para dar uma olhada em um microscópio e ver um ponto prateado avermelhado preso entre duas pontas de diamante.

As descobertas, se validadas, podem ser a maior descoberta da ciência de todos os tempos.

"Se for verdade, seria fantástico", diz Reinhard Boehler, físico do Carnegie Institution for Science em Washington, D.C. "Isso é algo que nós, como comunidade, temos pressionado para ver há décadas."

Por que isso Importa?

A criação de hidrogênio metálico sólido pode muito bem revolucionar a ciência como a conhecemos. O hidrogênio metálico é considerado um supercondutor à temperatura ambiente. No momento, não existem outros supercondutores de temperatura ambiente, tornando as aplicações praticamente infinitas.

Um supercondutor à temperatura ambiente poderia criar novos fios, que não perdem energia durante a transmissão, economizando centenas de milhões por ano. Além disso, ímãs imensamente poderosos poderiam ser feitos para permitir que as ressonâncias magnéticas operassem em temperatura ambiente, tornando-os mais fáceis e baratos de manter e produzir.

Além disso, os mesmos ímãs poderosos, que poderiam ser usados ​​em ressonâncias magnéticas, também poderiam ser usados ​​para criar plasma criticamente denso e abrir o mundo da energia de fusão - potencialmente à temperatura ambiente.

Talvez o mais surpreendente sejam as aplicações potenciais em viagens interplanetárias.

“Pessoas da NASA ou da Força Aérea me disseram que se pudessem obter um aumento de 450 segundos [de impulso específico] para 500 segundos, isso teria um enorme impacto na construção de foguetes”, Isaac Silvera, o professor Thomas D. Cabot de as Ciências Naturais da Universidade de Harvard, disseInverso. “Se você pode acionar o hidrogênio metálico para se recuperar para a fase molecular, [a liberação de energia] calculada para isso é de 1.700 segundos.”

Propõe-se também que o hidrogênio metálico seja “metaestável” - ou seja, se o material for comprimido a uma pressão muito grande e depois liberado, ele permanecerá nessa pressão. As propriedades são semelhantes às do carbono - comprima-o o suficiente e um diamante se formará, liberando a pressão não fará com que o diamante volte a mudar. Embora, uma vez aquecido, um diamante reverta em grafite.

O método para criar hidrogênio metálico foi postulado desde que foi proposto pela primeira vez em 1935 por Eugene Wigner e Hillard Bell Huntingdon. A ideia era que, sob pressões imensas, uma rede de hidrogênio molecular se quebraria e permitiria que os elétrons fluíssem livremente de uma molécula para a seguinte. Os cientistas propuseram modestamente que a criação de pressões de25GPasatisfaria as condições para a criação de hidrogênio metálico sólido.

Claro, o número foi subestimado grosseiramente. Décadas depois e com pressões sobre10 vezesmais que25GPa,o místico hidrogênio metálico não estava à vista.

Então, como Harvard fez isso?

Experimentos com hidrogênio em alta pressão são impecavelmente difíceis de conduzir. No entanto, os cientistas de Harvard combateram o problema colocando uma fina junta de metal entre dois diamantes de ponta plana. A junta mantém o hidrogênio no lugar enquanto as pontas de diamante são dobradas juntas a pressões que excedem a do centro da terra. Sob pressões intensas, o hidrogênio pode forçar defeitos na superfície dos diamantes. Os diamantes danificados se tornam quebradiços, criando o potencial para a formação de rachaduras. Para combater o problema, os cientistas adicionaram uma camada protetora transparente aos diamantes.

Sob pressões intensas, o hidrogênio pode forçar defeitos na superfície dos diamantes. Para combater o problema, os cientistas adicionaram uma camada protetora transparente aos diamantes.

A adição de outro material pode distorcer as descobertas, dizem os pesquisadores.

Harvard enfrenta forte escrutínio

Claro, nem todo mundo está convencido com as afirmações. Como deveria ser, reivindicações extraordinárias exigem evidências extraordinárias.

Os revestimentos adicionais tornam as medições a laser cada vez mais difíceis de determinar com precisão o que está acontecendo no centro. Infelizmente, não é a única falha no experimento.

Colocando hidrogênio sob pressões superiores400 gigapascals (GPa) (quase4 milhões de vezes pressão atmosférica!) faz com que o hidrogênio fique preto, obstruindo ainda mais a capacidade do laser de penetrar no material.

"Do nosso ponto de vista, não é convincente", diz Mikhail Eremets, que atualmente estuda hidrogênio metálico sólido no Instituto Max Planck de Química em Mainz, Alemanha.

Então, o hidrogênio metálico sólido foi criado?

No momento, é difícil dizer. Embora o exame minucioso a que Harvard está sendo submetido possa parecer prejudicial, ele existe apenas para promover o avanço da ciência. Os dados devem ser analisados, reanalisados ​​e criados novamente antes que o experimento possa ser confirmado ou descartado. Apesar de quaisquer acusações de descobertas falsas, os cientistas de Harvard permanecem esperançosos em suas descobertas.

Mais atualizações em breve.

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Escrito por Maverick Baker

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