Os cientistas há muito especulam que, no coração de um gigante gasoso, as leis da física material exibem características notáveis. Nestes tipos de ambientes de extrema pressão, o gás hidrogênio é comprimido a ponto de realmente se tornar um metal. Por anos, os cientistas estão procurando uma maneira de criar hidrogênio metálico sinteticamente por causa das infinitas aplicações que ele ofereceria.

Atualmente, a única maneira conhecida de fazer isso é comprimir átomos de hidrogênio usando uma bigorna de diamante até que mudem de estado. E depois de décadas de tentativas (e 80 anos desde que foi teorizado pela primeira vez), uma equipe de cientistas franceses pode finalmente ter criado o hidrogênio metálico em um laboratório. Embora haja muito ceticismo, muitos na comunidade científica acreditam que esta última afirmação pode ser verdadeira.

O estudo que descreve seu experimento, intitulado "Observação de uma transição de fase de primeira ordem para hidrogênio metálico próximo a 425 GPa, "apareceu recentemente no servidor de pré-impressão arXiv. A equipe consistia em Paul Dumas, Paul Loubeyre, e Florent Occelli, três pesquisadores da Divisão de Aplicações Militares (DAM) da Comissão Francesa de Energias Alternativas e Energia Atômica e do centro de pesquisa Síncrotron SOLEIL.

Como eles indicam em seu estudo, é indiscutível que "o hidrogênio metálico deve existir, "graças às regras de confinamento quântico. Especificamente, eles indicam que se os elétrons de qualquer material são restritos o suficiente em seu movimento, o que é conhecido como "fechamento do intervalo de banda" eventualmente ocorrerá. Resumidamente, qualquer material isolante (como oxigênio) deve se tornar um metal condutor se for pressurizado o suficiente.

Eles também explicam como dois avanços tornaram seu experimento possível. O primeiro tem a ver com a configuração de bigorna de diamante que eles usaram, que tinha pontas de diamante toroidais (em forma de donut) em vez de pontas planas. Isso permitiu que a equipe ultrapassasse o limite de pressão anterior estabelecido por outras bigornas de diamante (400 GPa) e chegasse a 600 Gpa.

A segunda inovação envolveu um novo tipo de espectrômetro infravermelho que a equipe de pesquisa projetou na instalação do Síncrotron SOLEIL, o que lhes permitiu medir a amostra. Uma vez que sua amostra de hidrogênio atingiu pressões de 425 GPa e temperaturas de 80 K (-193 ° C; -316 ° F), eles relataram que começou a absorver toda a radiação infravermelha, indicando assim que eles "fecharam o gap".

Esses resultados têm atraído seu quinhão de críticas e ceticismo, em grande parte porque as alegações anteriores de síntese de hidrogênio metálico foram provadas como falsas ou inconclusivas. Além disso, este último estudo ainda não foi revisado por pares, e o experimento validado por outros físicos.

Contudo, a equipe francesa e seus resultados experimentais têm alguns aliados poderosos. Uma pessoa é Maddury Somayazulu, um professor associado de pesquisa no Laboratório Nacional de Argonne que não estava envolvido neste estudo. Como ele disse em entrevista ao Gizmodo, "Eu acho que esta é realmente uma descoberta digna do prêmio Nobel. Sempre foi, mas isso provavelmente representa uma das peças de trabalho mais limpas e abrangentes sobre o hidrogênio puro. "

Somayazulu também expressou que conhece o principal autor do estudo, Paul Dumas "muito bem, "e que Dumas é um" cientista incrivelmente cuidadoso e sistemático ". Outro físico que falou positivamente desta última experiência é Alexander Goncharov, um cientista da equipe do Laboratório de Geofísica do Carnegie Institute for Science.

Em 2017, ele expressou dúvida quando uma equipe de pesquisa do Laboratório de Física Lyman da Universidade de Harvard afirmou ter criado o hidrogênio metálico usando um processo semelhante. Mas, como Goncharov disse ao Gizmodo sobre este último experimento, "Acho que o artigo contém algumas boas evidências sobre o fechamento do gap no hidrogênio. Algumas das interpretações estão incorretas e alguns dados poderiam ser melhores, mas geralmente confio que isso seja válido. "

Como um material sintético, o hidrogênio metálico também teria aplicações infinitas. Primeiramente, acredita-se que tenha propriedades supercondutoras à temperatura ambiente, e é metaestável (o que significa que manterá sua solidez quando retornar à pressão normal). Essas propriedades o tornariam incrivelmente útil na eletrônica.

Também seria uma bênção para cientistas envolvidos em pesquisas e física de alta energia, como a que está sendo conduzida atualmente no CERN. Além de tudo isso, permitiria aos astrofísicos, pela primeira vez, para estudar como são as condições no interior de planetas gigantes sem realmente ter que enviar sondas para explorá-los.

A este respeito, o hidrogênio metálico é muito parecido com a fusão a frio. Dadas as imensas recompensas, qualquer pessoa que alega tê-la alcançado naturalmente enfrentará algumas questões difíceis. Tudo o que podemos fazer é torcer para que os últimos experimentos tenham sido bem-sucedidos, e comemorar ou esperar pela próxima tentativa.