Команда французьких дослідників опублікувала в Інтернеті документ, в якому вони стверджують, що досягли священного граалу науки про надзвичайний тиск: створення металевого водню в лабораторії.
З 30-х років фізики підозрюють, що під екстремальним тиском атоми водню - найлегші атоми періодичної таблиці, що містять лише один протон у ядрах - можуть кардинально змінити свої властивості. За звичайних обставин водень недостатньо добре проводить електрику і має тенденцію до пари з іншими атомами водню - як і кисень. Але фізики вірять, що за умови достатнього тиску водень буде виступати як лужний метал - група елементів, включаючи літій та натрій, у кожного з яких є один електрон на самих віддалених орбіталях, які вони дуже легко обмінюються. Весь періодичний стіл організований навколо цієї ідеї, у першому стовпчику водень розміщений над іншими лужними металами. Але ефект ніколи не був переконливим у лабораторії.
Зараз, у дописі, розміщеному 13 червня до журналу переддруку arXiv, група дослідників під керівництвом Пола Лубейра з Французької комісії з атомної енергії стверджує, що це зняло. Розташований між точками двох алмазів, приблизно в 4,2 мільйона разів більше атмосферного тиску Землі на рівні моря (425 гігапаскалів), вони кажуть, що їх зразок водню демонстрував металеві властивості.
"Металевий водень є кінцевим гідридом", - писали дослідники, маючи на увазі клас сполук на основі водню з надзвичайними властивостями. "Це може проявляти надпровідність кімнатної температури, перехід плавлення при дуже низькій температурі в незвичайний стан надпровідного надлишкового середовища, високу протонічну дифузію та високе зберігання щільності енергії".
Іншими словами, очікується, що це матеріал, який нескінченно проводить електроенергію при кімнатній температурі - корисна квантова ознака - і зберігає енергію дуже легко. Зазвичай надпровідники мають надпровідники лише при дуже низьких температурах.
Десятиліття полювання на металевий водень призвело дослідників до безлічі інших матеріалів, які при дещо нижчому тиску виявляють принаймні деякі з цих властивостей. Але для цього дослідникам довелося складно поєднувати водень з іншими сполуками. Дослідники називають їх супергідридами. Супергідриди або сам металевий водень, можливо, одного дня призведуть до вдосконалених технологій транспортування та зберігання енергії, серед інших досягнень, раніше повідомляв Live Science
Планетарні вчені також вважають, що металевий водень може ховатися на надважких планетах, як Юпітер. Але розуміння того, як все, що працює, вимагає генерування деяких речей на Землі.
Проблема полягала в тому, що, здається, металевий водень утворюється при тиску, який виходить за межі навіть самих екстремальних науково-дослідних лабораторій високого тиску. Стандартний метод створення надзвичайного стійкого тиску в лабораторії включає дроблення крихітного зразка між точками двох надтвердих алмазів. Але, як раніше повідомляло Live Science, за межі 400 гігапаскалів навіть найскладніші "алмазні клітинки" починають ламатися.
У 2016 році команда дослідників стверджувала, що створила металевий водень у пристрої з алмазним ковадлом, але зібрала лише обмежені дані. І вони злякалися випустити їх зразок із схоплювання клітини алмазного ковадла, щоб не пошкодити його. Інші дослідники, в тому числі Лубейр, казали Forbes в той час, що їх не переконав той документ, який базував свою претензію на металевий водень лише на одній точці даних: відбивна здатність матеріалу.
Пізніше вчені заявили, що вони втратили зразок після того, як розірвався їхній алмазний ковадний апарат.
Нове дослідження базує свою заяву на виготовлення металевого водню насамперед на тому, як зразок змінює пучки інфрачервоного світла, коли ковадля застосовується та звільняє тиск. По-перше, дослідники повторили свій експеримент, налаштовуючи тиск вгору та вниз, щоб змусити матеріал «переходити» вперед і назад із зовні очевидних металевих до неметалічних станів. Авторами, що писали автори, було ключовим у досягненні цих високих тисків, була точна форма алмазів - ідеально тороїдальна за допомогою процесу, який називався сфокусованим іонним променем.
Однак дослідження не підлягало експертній перевірці, і залишається побачити, як більші фізичні спільноти високого тиску реагуватимуть на це твердження.
