Che cos'è l'idrogeno metallico?
L'idrogeno metallico è una sorta di idrogeno super-compresso che si trova nei nuclei dei giganti gassosi e delle stelle. Quando l'idrogeno supera la colonna di metallo alcalino della Tavola periodica, è noto da tempo che ha il potenziale per essere un metallo, ma solo a pressioni estreme. L'idrogeno metallico viene schiacciato così da vicino che i nuclei atomici sono separati solo da una densa zuppa di elettroni che scorre tra di loro. È significativamente meno denso del neutronio, tuttavia, dove gli elettroni si fondono insieme ai protoni nell'idrogeno per formare neutroni. Come tutti i metalli, questo è conduttivo e richiede una corrente elettrica per misurare la presenza di metallizzazione.
Questo materiale è stato sintetizzato solo in condizioni di laboratorio fino al 1996, presso il Lawrence Livermore National Laboratory. Esisteva solo per circa un microsecondo e per raggiungere temperature richieste di temperature di migliaia di gradi e pressione oltre un milione di atmosfere. Questa è stata una sorpresa, poiché in precedenza si pensava che fosse richiesto idrogeno solido (molto freddo) per produrre idrogeno metallico. Esperimenti precedenti avevano sottoposto l'idrogeno solido a pressioni fino a 2,5 milioni di atmosfere, con l'assenza di qualsiasi metallizzazione rilevabile, quindi l'esperimento che comportava la compressione dell'idrogeno caldo era stato impostato per misurare altre proprietà del materiale, non con l'intenzione di produrre idrogeno metallico. Tuttavia, è così che è stato realizzato per la prima volta.
Sebbene l'idrogeno metallico prodotto dal Lawrence Livermore National Laboratory fosse solido, è stato teorizzato che potrebbe essere possibile creare una versione liquida, se si utilizzassero pressioni ancora maggiori, circa 4 milioni di atmosfere. I calcoli hanno anche determinato che questo materiale potrebbe essere un superconduttore a temperatura ambiente, sebbene questa proprietà sarebbe in qualche modo inutile per scopi pratici, poiché il costo di comprimere qualcosa in oltre un milione di atmosfere per un lungo periodo di tempo è molto maggiore del raffreddamento di qualcosa quasi allo zero assoluto. Tuttavia, c'è una piccola possibilità che sia possibile l'idrogeno metallico metastabile, ovvero uno che mantiene la sua fase anche quando la pressione viene rimossa.
Si pensa che l'idrogeno metallico esista nei nuclei dei più grandi giganti gassosi del nostro sistema solare: Giove e Saturno, così come un guscio di idrogeno vicino al nucleo del Sole.