Fizycy miażdżą go – wodór, to znaczy. Wyciskanie pierwiastka chemicznego do ekstremalnie wysokiego ciśnienia przekształca go w metal, twierdzi trio badaczy.
Rzekomy metaliczny wodór pojawił się pod ciśnieniem ponad 4 milionów razy większym niż ciśnienie w ziemskiej atmosferze, donoszą naukowcy 13 czerwca na stronie arXiv.org. Jeśli zostanie to potwierdzone, osiągnięcie to spełni długoletnie dążenie do wyprodukowania nieuchwytnego metalu, którego istnienie po raz pierwszy stwierdzono w latach 30-tych XX wieku.
Praca nie została jeszcze poddana recenzji. Ale jest to „zdecydowanie bardzo znaczący krok naprzód” w stosunku do poprzednich badań, mówi fizyk Alexander Goncharov z Carnegie Institution for Science w Waszyngtonie, który nie był zaangażowany w badania. „Myślę, że to dość rozstrzygające, że jest metaliczny”.
Inni badacze są bardziej sceptyczni. Fizyk Eugene Gregoryanz z University of Edinburgh mówi, że nie uważa nowego eksperymentu za przekonujący i zauważa, że wiele wcześniejszych twierdzeń o metalicznym wodorze zostało ostatecznie udowodnionych jako błędne.
Niektóre aspekty wyniku nie zgadzają się z wcześniej opublikowanymi pomiarami wodoru pod wysokim ciśnieniem – mówi fizyk Isaac Silvera z Uniwersytetu Harvarda. W 2017 roku on i jego koledzy zgłosili dostrzeżenie wodoru zmieniającego się w metal, twierdzenie to zostało skrytykowane przez innych naukowców, w tym Gregoryanza (SN: 2/18/17, s. 14).
Fizyk Paul Loubeyre z francuskiej Komisji Energii Alternatywnych i Energii Atomowej w Arpajon, współautor nowego badania, nie odpowiedział na prośby o komentarz do tego artykułu.
Metaliczny wodór jest szczególnie atrakcyjny dla fizyków, ponieważ przewiduje się, że może być nadprzewodnikiem, materiałem, który pozwala na przepływ prądu bez oporu. Jednak w przeciwieństwie do innych znanych nadprzewodników, które muszą być schłodzone do bardzo niskich temperatur, metaliczny wodór może być nadprzewodnikiem w temperaturze pokojowej. Ostatecznym celem naukowców jest znalezienie nadprzewodnika, który nie wymaga ani chłodzenia, ani wysokiego ciśnienia. Jeśli takie materiały zostaną znalezione, mogłyby zostać zintegrowane z elektroniką i zaoszczędzić ogromne ilości energii (SN: 8/20/16, s. 18).
Aby stworzyć rzekomy metal, Loubeyre i współpracownicy ścisnęli gazowy wodór między dwoma diamentami. Ulepszony setup, z diamentami wytrawionymi w kształcie pączka, pozwolił badaczom osiągnąć wyższe ciśnienie niż w poprzednich eksperymentach.
Używając potężnego źródła światła zwanego synchrotronem, zespół wysłał światło podczerwone przez diamenty i ściśnięty wodór. Gdy fizycy zwiększali ciśnienie, wodór nagle stawał się nieprzezroczysty dla światła, co jest oznaką przejścia w metal.
„To najlepsze jak dotąd dane eksperymentalne dotyczące wodoru w tym zakresie ciśnienia” – mówi fizyk Russell Hemley z University of Illinois at Chicago. Zachowanie wodoru w wysokich ciśnieniach jest złożone, przybierając różne fazy w zależności od warunków, ponieważ cząsteczki i atomy zmieniają układ pod wpływem ściskania. Na przykład, mogą występować fazy półmetaliczne, jak również prawdziwy metal.
Nie jest jasne, jakie są właściwości twierdzonego metalu, takie jak to, czy jest nadprzewodnikiem. Ale nowy wynik dodaje do złożoności wodoru, które naukowcy już odkryli, mówi Hemley. „To część tej rozwijającej się historii o naturze wodoru w wysokim ciśnieniu”.
