Hidrognio superfluido observado pela primeira vez

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Redação do Site Inovação Tecnológica – 08/04/2025

Superfluidez do hidrognio

Uma equipe do Canad e do Japo observou pela primeira vez o fenmeno da superfluidez no hidrognio molecular, algo s visto at agora no gs hlio.

A superfluidez um efeito que ocorre quando uma substncia flui sem resistncia, como se suas partculas constituintes no tivessem nenhuma interao recproca. Conforme a temperatura de certos fluidos se aproxima do zero absoluto, eles passam por uma transio de fase, alcanando um estado de viscosidade zero, um comportamento que fundamentalmente diferente daquele dos lquidos comuns.

“Esta descoberta aprofunda nossa compreenso dos fluidos qunticos e pode inspirar formas de armazenamento e transporte de hidrognio mais eficientes para energia limpa,” disse o professor Takamasa Momose, da Universidade da Colmbia Britnica.

A descoberta de que o hlio possua caractersticas superfluidas em baixas temperaturas aconteceu em 1936. Alguns gases atmicos tambm podem se comportar como superfluidos – recentemente se descobriu a superfluidez em um superslido.

Em 1972, o fsico russo Vitaly Ginzburg [1916-2009] previu que o hidrognio lquido tambm poderia ser um superfluido, mas at agora ningum havia conseguido observar diretamente as molculas de hidrognio transicionando para um superfluido – Ginzburg ganhou o Nobel de Fsica em 2003 por suas contribuies teoria dos supercondutores e dos superfluidos.

Aparato experimental e laser usados para demonstrar a superfluidez no hidrognio.
[Imagem: Chie Nakayama/UBC]

Hidrognio lquido

Na verdade, virtualmente impossvel estudar o hidrognio na sua forma lquida – ele se torna um slido a -259 C, muito antes dos -273,15 C do zero absoluto.

A equipe superou este desafio confinando pequenos aglomerados de molculas de hidrognio dentro de nanogotculas de hlio, o que lhes permitiu chegar -272,25 C. Eles ento incorporaram uma molcula de metano no aglomerado de hidrognio e fizeram a coisa girar usando pulsos de laser.

A molcula de metano em rotao funciona como um canrio em uma mina de carvo para a superfluidez – se ela girar mais rpido sem resistncia, isso um indicador de que o hidrognio ao redor est se comportando como um superfluido. E de fato, quando um nmero suficiente de molculas de hidrognio (15 a 20 molculas) foi colocado no aglomerado, o metano girou sem resistncia, indicando que o hidrognio estava agindo como um superfluido.

Embora no haja uma conexo direta, o fluxo sem atrito do hidrognio superfluido pode inspirar novas tecnologias para o transporte e o armazenamento de hidrognio no futuro, dizem os pesquisadores.

O hidrognio usado em clulas de combustvel, que liberam apenas gua como subproduto, mas os desafios de produo, armazenamento e transporte tm limitado os avanos da infraestrutura necessria para viabiliz-lo como uma opo prtica de combustvel limpo.

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