la Repubblica, 29 gennaio 2017
Idrogeno, da gas a metallo. «Il sacro Graal della fisica»
«IL campione brilla». Ranga Dias, giovane ricercatore di Harvard, ha fatto di corsa i gradini e si è precipitato nella stanza del suo professore. Il “campione” è un materiale che non esiste sulla Terra: un frammento di idrogeno più piccolo di una testa di spillo che dallo stato gassoso è stato spinto a quello di metallo solido. E che proprio per questo ha iniziato a riflettere luce. «Abbiamo raggiunto il Sacro Graal della fisica delle alte pressioni» ha commentato il professore, Isaac Silver, dopo aver controllato il campione.
STRIZZANDO l’idrogeno gassoso in una cosiddetta “incudine di diamanti” alla pressione più alta mai raggiunta sulla Terra (4,95 milioni di atmosfere, superiore perfino al centro del pianeta) e alla temperatura di meno 268 gradi, l’elemento più abbondante dell’universo è stato costretto a diventare solido. L’idrogeno metallico – ma su questo non ci sono prove, solo speculazioni – altrove nell’universo esiste solo al centro di pianeti grandi come Giove. Rispetto alla sua versione liquida, si ritiene che sia in grado di comportarsi come un materiale superconduttore a temperatura ambiente. I superconduttori hanno l’ambita proprietà di condurre elettricità senza dissiparla (i cavi normali per il trasporto di corrente perdono durante il viaggio il 5-10% della loro energia). Ma oggi per raggiungere questa capacità devono essere raffreddati a un centinaio di gradi sotto allo zero, se non oltre.
Se l’idrogeno metallico fosse davvero in grado di comportarsi da superconduttore a temperatura ambiente, avremmo raggiunto il sacro Graal anche del risparmio energetico, non solo della fisica. Le applicazioni – snocciola un comunicato di Harvard – vanno da batterie e cavi elettrici senza dispersioni a treni a levitazione magnetica semplici da costruire, fino all’uso dell’idrogeno metallico come combustibile per le navi spaziali. “Questo ci permetterà di esplorare i pianeti più remoti del sistema solare” prosegue il comunicato dell’ateneo.
Un po’ più di sobrietà, in realtà, non sarebbe fuori luogo. L’esperimento di Dias e Silver è in effetti stato pubblicato su una delle riviste più rigorose del mondo: Science. Ma perfino gli editori si sono preoccupati di precisare che le prove del successo del test sono tutt’altro che solide.
La possibilità di ottenere idrogeno metallico era stata descritta in via teorica in uno studio del 1935. Da allora una manciata di équipe nel mondo continua a cimentarsi nell’impresa, fallendo puntualmente. Comprimere un gas a cosi alte pressioni è una sfida non da poco. E nemmeno il diamante – il materiale più duro del mondo – riesce a raggiungere pressioni tali senza il rischio di spezzarsi. Ammesso poi che la sfida abbia successo, come si fa a dimostrarlo a condizioni fisiche così estreme?
Su ciascuno di questi punti l’esperimento di Harvard solleva perplessità. Qualunque cosa sia, il materiale che da tre mesi si trova strizzato nell’“incudine di diamanti” ha effettivamente dimostrato di brillare come un metallo alla luce di un laser speciale. Ma nessuno è sicuro che sia solido, né tanto meno che abbia le proprietà di un superconduttore. La pressione esercitata sull’idrogeno è stata misurata solo contando i “giri della vite” delle due morse di diamante: non il metodo più scientifico del mondo. Ed è possibile che l’alluminio usato per rivestire i diamanti abbia contaminato l’idrogeno, facendogli assumere l’aspetto metallico.
«Totale spazzatura» ha commentato a caldo il fisico dell’università di Edimburgo Eugene Gregoryanz. Lui a gennaio aveva mancato l’obiettivo. Si era dovuto fermare a una pressione di “soli” 3,25 milioni di atmosfere senza osservare la formazione di alcun metallo. Chi abbia ragione, tra i due rivali, potrà dirlo solo un nuovo test. Forse Science avrà sbagliato a pubblicare un esperimento così acerbo. Ma se il sacro Graal è davvero alla nostra portata, adesso alla sua ricerca partiranno al galoppo tutti i cavalieri.