Tim francuskih istraživača objavio je na internetu članak u kojem tvrde da su postigli sveti gral znanosti o materijalima ekstremnog pritiska: stvaranje metalnog vodika u laboratoriju.
Fizičari su od 1930-ih sumnjali da bi pod ekstremnim pritiscima atomi vodika - najlakši atomi periodičke tablice, koji sadrže samo jedan proton u jezgri - mogli radikalno promijeniti svoja svojstva. U normalnim okolnostima, vodik ne provodi električnu energiju te ima tendenciju da se upari s drugim atomima vodika - baš kao što to čini kisik. No, fizičari vjeruju da će, pod utjecajem dovoljnog pritiska, vodik djelovati kao alkalni metal - skupina elemenata, uključujući litij i natrij, koji svaki imaju po jedan elektron u svojim najudaljenijim orbitama koje vrlo lako izmjenjuju. Čitava periodična tablica organizirana je oko ove ideje, a vodik je smješten iznad ostalih alkalnih metala u prvoj koloni. Ali efekt nikada nije bio uvjerljiv u laboratoriju.
Sada, u članku objavljenom 13. lipnja u časopisu za tiskanje arXiv, tim istraživača koji je vodio Paul Loubeyre iz Francuske komisije za atomsku energiju tvrdi da su ga povukli. Srušeni između točaka dva dijamanta do oko 4,2 milijuna puta zemljinog atmosferskog tlaka na razini mora (425 gigapaskala), kažu da je njihov uzorak vodika pokazao metalna svojstva.
"Metalni vodik je krajnji hidrid", napisali su istraživači, pozivajući se na klasu spojeva na bazi vodika s izvanrednim svojstvima. "To može pokazati superprovodljivost sobne temperature, prelazak taljenja pri vrlo niskoj temperaturi u neobično stanje supravodiča-superfluidno stanje, visoku protonsku difuziju i skladištenje velike gustoće energije."
Drugim riječima, očekuje se da će to biti materijal koji u električnoj energiji neodređeno provodi na sobnoj temperaturi - korisna kvantna osobina - i pohranjuje energiju vrlo lako. Obično su supravodiči samo superprovodnici pri vrlo niskim temperaturama.
Desetljetna potraga za metalnim vodikom dovela je istraživače do mnoštva drugih materijala koji, pri nešto nižim pritiscima, pokazuju barem neka od tih svojstava. No da bi to postigli, istraživači su morali na složene načine miješati vodik s drugim spojevima. Istraživači ih nazivaju superhidridima. Superhidridi ili sam metalni vodik mogu jednog dana dovesti do znatno poboljšanih tehnologija za transport i skladištenje energije, između ostalog i drugi napredak, ranije je izvijestio Live Science
Planetarni znanstvenici također misle da bi metalni vodik mogao vrebati u ultra-teškim planetima, poput Jupitera. Ali razumijevanje načina na koji to sve zahtijeva generiranje nekih stvari na Zemlji.
Problem je bio u tome što se čini da se metalni vodik formira pri pritiscima koji su izvan mogućnosti čak i najekstremnijih istraživačkih laboratorija visokog pritiska. Standardna metoda stvaranja ekstremnog, trajnog pritiska u laboratoriju uključuje drobljenje sićušnog uzorka između točaka dva super tvrda dijamanta. No kako je ranije izvijestio Live Science, nakon 400 gigapaskala, čak i najteži uređaji s dijamantskim nakovanima počinju se lomiti.
Godine 2016. tim istraživača tvrdio je da je stvorio metalni vodik u uređaju s dijamantnim nakovom, ali prikupio je samo ograničene podatke. I uplašili su se otpustiti svoj uzorak iz hvataljke njihove dijamantske ćevape da ga ne bi oštetili. Drugi istraživači, uključujući Loubeyre, rekli su tada Forbesu da ih taj rad nije uvjerio - koji je svoju tvrdnju o metalnom vodiku temeljio na samo jednoj točki podataka: refleksiji materijala.
Kasnije su znanstvenici rekli da su izgubili uzorak nakon što im se razbio uređaj od dijamantskih nakovanj.
Nova studija temelji na tvrdnji da je metalni vodik prvenstveno način na koji uzorak mijenja zrake infracrvenog svjetla dok nakovnja primjenjuje i oslobađa pritisak. Kao prvo, istraživači su ponovili svoj eksperiment, namještajući pritisak prema gore i dolje da bi materijal mogao "prijeći" naprijed-natrag iz naizgled metalnih u nekovinska stanja. Ključ za postizanje tih visokih pritisaka, napisali su autori, bio je precizan oblik dijamanata - savršeno napravljen toroidni postupak nazvan fokusiranim ionskim zračenjem.
Međutim, studija nije bila podvrgnuta stručnoj provjeri, a tek treba vidjeti kako će veća fizička zajednica visokog pritiska reagirati na ovu tvrdnju.
