O que é hidrogênio metálico?

O hidrogênio metálico é um tipo de hidrogênio supercomprimido encontrado nos núcleos de gigantes gasosos e estrelas. Como o hidrogênio está no topo da coluna de metais alcalinos da Tabela Periódica, já se sabe há algum tempo que tem potencial para ser um metal, mas apenas sob pressões extremas. O hidrogênio metálico é esmagado tão intimamente que os núcleos atômicos são separados apenas por uma densa sopa de elétrons que flui entre eles. No entanto, é significativamente menos denso que o neutrônio, onde os elétrons se fundem com os prótons no hidrogênio para produzir nêutrons. Como todos os metais, este é condutor e requer uma corrente elétrica para medir a presença de metalização.

Este material foi sintetizado apenas em condições de laboratório em 1996, no Laboratório Nacional Lawrence Livermore. Existia apenas cerca de um microssegundo e exigia temperaturas de milhares de graus e pressão acima de um milhão de atmosferas para atingir. Isso foi uma surpresa, pois anteriormente se pensava que era necessário hidrogênio sólido (muito frio) para produzir hidrogênio metálico. Experimentos anteriores submeteram o hidrogênio sólido a pressões de até 2,5 milhões de atmosferas, com a ausência de metalização detectável; portanto, o experimento envolvendo a compressão do hidrogênio quente foi configurado para medir outras propriedades do material, não com a intenção de produzir hidrogênio metálico. No entanto, foi assim que foi feito.

Embora o hidrogênio metálico produzido no Laboratório Nacional Lawrence Livermore tenha sido sólido, teorizou-se que pode ser possível criar uma versão líquida, se forem usadas pressões ainda maiores, em torno de 4 milhões de atmosferas. Os cálculos também determinaram que esse material pode ser um supercondutor à temperatura ambiente, embora essa propriedade seja um pouco inútil para fins práticos, pois o custo de comprimir algo para mais de um milhão de atmosferas por um longo período de tempo é muito maior do que esfriar algo para quase zero absoluto. No entanto, há uma pequena chance de que o hidrogênio metálico metaestável seja possível - isto é, um que retenha sua fase mesmo quando a pressão for removida.

Pensa-se que o hidrogênio metálico exista nos núcleos dos gigantes gasosos maiores do nosso sistema solar: Júpiter e Saturno, bem como uma concha de hidrogênio próxima ao núcleo do Sol.