Los experimentos con el láser más grande del mundo han proporcionado a los científicos nuevas ideas sobre Júpiter y Saturno, los planetas más grandes de nuestro sistema solar.
Dentro de estos planetas gigantes, el gas de hidrógeno que forma una parte clave de su estructura está sometido a presiones y temperaturas 6 millones de veces más altas que la atmósfera de la Tierra.
Bajo estas condiciones extremas, el hidrógeno deja de comportarse como un gas y en su lugar se comprime hasta que adquiere las propiedades de un metal líquido.
Para entender este proceso, los investigadores hicieron uso de la National Ignition Facility en California, el láser más grande y avanzado del mundo.
Dispararon potentes rayos a una muestra de gas, elevándola a una presión similar a la que se encuentra en Júpiter.
Al hacerlo, observaron cómo el hidrógeno pasaba de ser un gas invisible a un líquido transparente, que luego se volvía negro a medida que la presión aumentaba aún más y finalmente se parecía a una sustancia metálica reflectante similar al aluminio.
El Dr. Stewart McWilliams de la Universidad de Edimburgo dijo en un comunicado:
«Podría decirse que conocemos la existencia de este estado metálico de hidrógeno durante aproximadamente 100 años, y se ha medido durante aproximadamente 25 años. Pero la pregunta que ha persistido es dónde dentro de Júpiter, por ejemplo, ocurriría esta transformación a un estado metálico».
En su estudio, publicado en la revista Science, el Dr. McWilliams y sus colegas documentaron este proceso en un detalle sin precedentes.
Descubrieron que la transición de material transparente a opaco se producía cuando el hidrógeno se comprimía a aproximadamente 1.5 millones de veces la presión atmosférica normal, y el estado metálico llegaba a medida que se acercaba a 2 millones de veces.
El Dr. Alexander Goncharov de Carnegie Institution for Science, dijo en un comunicado:
«Para construir mejores modelos de arquitectura exoplanetaria potencial, esta transición entre el gas y el hidrógeno líquido metálico debe ser demostrada y comprendida. Por eso nos enfocamos en localizar el inicio de la reflectividad en deuterio comprimido [un tipo de hidrógeno], acercándonos a una visión completa de este importante proceso».
Además de investigar el funcionamiento interno de estos planetas distantes, someter el hidrógeno a tratamientos tan intensos tiene un papel que desempeñar más cerca del hogar en el desarrollo de nuevas fuentes de energía.
El objetivo final del National Ignition Facility, donde se llevó a cabo la investigación, es utilizar láseres para comprimir combustible de hidrógeno con el objetivo de inducir reacciones de fusión nuclear.
La energía de fusión es lo opuesto a la energía de fisión, el tipo generado en las centrales nucleares, y los científicos han estado tratando de encontrar la manera de aprovecharla durante décadas.
A diferencia de la fisión, que produce residuos radiactivos peligrosos, se espera que la fusión conlleve preocupaciones de seguridad mínimas.
Los principales modelos para la fusión nuclear son estrellas, y los intentos de producir una fuente de energía viable basada en la fusión son, en parte, intentos de emularlos. El Dr. McWilliams dijo que su investigación agrega otra pieza a este rompecabezas en curso.
Él explicó:
«Estamos mapeando el camino que el hidrógeno lleva de un gas a las condiciones que podríamos ver en el centro de Júpiter, y en última instancia, esto nos dirá cómo alcanzamos las condiciones en el centro de las estrellas, que son incluso más extremas que las que estudiamos».
El estudio ha sido publicado en la revista Science.
Fuente: The Independent