Cómo fluyen los iones de hidrógeno a través de un cristal sólido exprés
En un cristal sólido, parecido a un pastel de capas de átomos de lantano, oxígeno e hidrógeno, la electricidad no la transportan los electrones, sino los propios iones de hidrógeno. Normalmente, un ion en un cristal se sienta en su celda como un guisante en su vaina, y solo de vez en cuando salta a una celda vacía vecina. Pero en este material todo es diferente.
Los físicos irradiaron el cristal con partículas subatómicas, muones, que ocuparon lugares entre los átomos y 'sintieron' el movimiento de sus vecinos. Resultó que alrededor de 160 grados Kelvin (unos -113 grados Celsius), los iones de hidrógeno comienzan a moverse de manera coordinada, como moléculas en una melaza espesa. Sus saltos dependen de la disponibilidad de lugares libres cercanos: sin celda vacía, no hay salto.
Esta contradicción llevó a los científicos a pensar que, al calentarse, los iones de hidrógeno dejan de comportarse como partículas individuales y se convierten en una especie de líquido viscoso que se 'congela' al enfriarse, como el vidrio. Este comportamiento explica por qué el cristal conduce tan bien la corriente de iones de hidrógeno.
Ahora se entiende mejor cómo están hechos los electrolitos sólidos con hidrógeno. Si se aprende a controlar este 'líquido' dentro del cristal, se podrían crear baterías y celdas de combustible que funcionen más rápido y de manera más fiable.
El muón con el que se 'iluminó' el cristal vive solo dos millonésimas de segundo, pero en ese tiempo logra contar el movimiento de los iones vecinos.
En la novela de Arthur C. Clarke 'Cita con Rama', una nave extraterrestre utiliza materiales sólidos con una fluidez interna inusual, algo parecido a este cristal.