Uma ilustração de Ar (H2) 2 na célula da bigorna de diamante. As setas representam diferentes maneiras pelas quais as ferramentas espectroscópicas estudam o efeito de pressões extremas na estrutura cristalina e na estrutura molecular do composto. (Para especialistas, a seta vermelha representa a espectroscopia Raman, a seta preta representa a difração de raios-x síncrotron, e a seta cinza representa a espectroscopia de absorção óptica.) Crédito:Cheng Ji.
O hidrogênio é o elemento mais simples e mais abundante do universo, portanto, estudá-lo pode ensinar aos cientistas a essência da matéria. E ainda existem muitos segredos do hidrogênio para desvendar, incluindo a melhor forma de forçá-lo a um supercondutor, estado metálico sem resistência elétrica.
"Embora teoricamente ideal para transferência ou armazenamento de energia, hidrogênio metálico é extremamente desafiador para produzir experimentalmente, "disse Ho-kwang" Dave "Mao, que liderou uma equipe de físicos na pesquisa do efeito do gás nobre argônio no hidrogênio pressurizado.
Há muito tempo é proposto que a introdução de impurezas em uma amostra de hidrogênio molecular, H2, poderia ajudar a facilitar a transição para um estado metálico. Então, Mao e sua equipe começaram a estudar as interações intermoleculares do hidrogênio que é fracamente ligado, ou "dopado, "com argônio, Ar (H2) 2, sob pressões extremas. A ideia é que a impureza pode mudar a natureza das ligações entre as moléculas de hidrogênio, reduzir a pressão necessária para induzir a transição não metal para metal. Pesquisas anteriores indicaram que Ar (H2) 2 pode ser um bom candidato.
Surpreendentemente, eles descobriram que a adição de argônio não facilitou as mudanças moleculares necessárias para iniciar um estado metálico no hidrogênio. Suas descobertas são publicadas pela Anais da Academia Nacional de Ciências .
A equipe trouxe o hidrogênio dopado com argônio até 3,5 milhões de vezes a pressão atmosférica normal - ou 358 gigapascais - dentro de uma célula de bigorna de diamante e observou suas mudanças estruturais usando ferramentas espectroscópicas avançadas.
O que eles descobriram foi que o hidrogênio permaneceu em sua forma molecular mesmo nas pressões mais altas, indicando que o argônio não é o facilitador que muitos esperavam que fosse.
"Contra as previsões, a adição de argônio não criou uma espécie de 'pressão química' no hidrogênio, empurrando suas moléculas mais próximas. Em vez, teve o efeito oposto, "disse o autor principal, Cheng Ji.
