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O hidrogénio é o elemento mais abundante no universo, e o maior composto das estrelas, tal como o Sol e tal como os planetas gigantes gasosos Júpiter e Saturno. Em anos recentes, o comportamento de hidrogénio a altas temperaturas em pressões elevadas tem estado presente num reino de interesse, não só pela ciência planetária, mas também para campos, como o da ciência dos materiais, com o propósito de atingir uma sociedade baseada na energia do hidrogénio.

No entanto, uma vez que o hidrogénio é um elemento altamente difuso e altamente reactivo, é difícil manter com estabilidade a alta-temperatura.

Um grupo de pesquisa da Universidade de Osaka, Japão, e do Instituto de Tecnologia de Tóquio, criaram com sucesso tecnologia que estabiliza o hidrogénio a alta temperatura, em ambiente de alta pressão, sem reacções químicas com matéria a rodear.

Katsuya Shimizu, Professor da Universidade de Osaka University e Kenji Ohta, do Instituto de Tecnologia de Tóquio em colaboração com o Instituto de Pesquisa Radiação e Sincotrão do Japão investigaram a transformação de fase do hidrogénio de fluido quente e denso usando um aparelho de aquecimento laser de alta pressão estático numa célula bigorna-de-diamante.

Os resultados mostraram anomalias na eficiência de aquecimento que são provavelmente atribuídas à transição de fase de um fluido de hidrogénio diatómico para monoatómico (transição de fase de plasma) numa amplitude de pressão entre 82 e 106 GPa. Este estudo impõe condições mais apertadas na fronteira da transição de fase e localização do plasma de hidrogénio, e sugere pontos críticos mais altos que o previsto em cálculos teóricos.

A transição de fase de plasma, observada a alta-temperatura, num fluido de hidrogénio de alta densidade, pode estar fortemente relacionada com a transição do metal isolado, e estes resultados podem levar à clarificação da estrutura interna e campo magnético dos planetas de gás feitos primariamente de hidrogénio, como Júpiter e Saturno.

Adicionalmente, é esperado que a clarificação da correlação entre temperatura e pressão no hidrogénio possa levar à síntese de um hidrogénio metálico sólido no qual a transição supercondutiva se espera tenha lugar a uma temperatura relativamente alta, ou perto à temperatura ambiente.