El litio, un metal simple con un comportamiento complejo

El litio es un metal muy cotizado actualmente por su uso en electr¨®nica, especialmente en las bater¨ªas, pero tambi¨¦n es uno de los sistemas at¨®micos m¨¢s simples conocidos. Con s¨®lo tres electrones, es el elemento s¨®lido m¨¢s ligero de los existentes y de ¨¦l se esperaba que mostrara estructuras cristalinas sencillas. Sin embargo, al estudiarlo bajo diferentes condiciones de temperatura y presi¨®n, los cient¨ªficos se han llevado m¨¢s de una sorpresa.

Han encontrado que a grandes presiones el litio se vuelve l¨ªquido, y lo hace a la temperatura de fusi¨®n m¨¢s baja de todos los metales elementales. Adem¨¢s, pasa por una serie de cambios de fase con estructuras sorprendentemente complejas. Los experimentos m¨¢s completos sobre estas transformaciones los han realizado investigadores de la Universidad de Edimburgo y el Sincrotr¨®n Europeo de Grenoble , dirigidos por Eugene Gregoryanz y Michael Hanfland, y se publican en Nature Physics. Anteriormente se hab¨ªan encontrado otras caracter¨ªsticas interesantes, como que el litio se hace superconductor a 17 grados kelvin (la escala kelvin empieza en el cero absoluto, equivalente a -273,15 grados cent¨ªgrados, y cada grado es igual en magnitud que un grado cent¨ªgrado.)

El estudio se hizo con presiones de hasta 1,3 millones de bares y temperaturas entre los 77 y los 300 grados kelvin. La temperatura de fusi¨®n de un material aumenta normalmente con la presi¨®n e incluso gases como el hidr¨®geno y el helio, m¨¢s ligeros que el litio, se funden a 1.000 grados kelvin y 0,5 millones de bares. A esa presi¨®n, el litio sigue l¨ªquido hasta solo 190 grados kelvin y por encima de esa presi¨®n adopta la forma de extra?os cristales, con 40 y 24 ¨¢tomos por c¨¦lula cristalina, que nunca se hab¨ªan predicho.

Los investigadores creen que este comportamiento del litio, que tiene un importante papel en las reacciones de fusi¨®n y fisi¨®n nuclear y tambi¨¦n se utiliza como medicamento, se debe a que a altas presiones empiezan a predominar los efectos cu¨¢nticos.