A francia kutatók egy csoportja online újságot tett közzé, amelyben állítása szerint elérték a szélsőséges nyomású anyagok tudományának szent graálját: fémes hidrogént hoz létre laboratóriumban.
A fizikusok az 1930-as évek óta azt gyanították, hogy szélsőséges nyomás alatt a hidrogénatomok - a periódusos rendszer legkönnyebb atomjai, amelyek csak egyetlen protont tartalmaznak a magokban - radikálisan megváltoztathatják tulajdonságaikat. Normál körülmények között a hidrogén nem vezet jól az áramot, és hajlamos párosulni más hidrogénatomokkal - hasonlóan az oxigénhez. A fizikusok azonban úgy vélik, hogy elegendő nyomás mellett a hidrogén alkálifémként fog működni - olyan elemek csoportjaként, beleértve a lítiumot és a nátriumot is, amelyek mindegyikének egyetlen elektronja van a legkülső körüli pályáin, amelyek nagyon könnyen kicserélhetők. A teljes periódusos rendszer ezen ötlet köré szerveződött, az első oszlopban a többi alkálifém felett hidrogént helyezve. De a hatást soha nem láttuk meggyőzően egy laboratóriumban.
Most, az arXiv előnyomtató folyóiratba június 13-án közzétett cikkben, a francia atomenergia bizottság Paul Loubeyre vezetésével működő kutatócsoport állítása szerint állította le. A két gyémánt pontjai között a Föld tengerszint feletti légköri nyomás körülbelül 4,2 millió-szorosára (425 gigapaszkal) összetörve azt mondják, hogy hidrogénmintájuk fémes tulajdonságokat mutatott.
"A fémhidrogén a végső hidrid" - írta a kutatók, hivatkozva egy rendkívüli tulajdonságokkal rendelkező hidrogén alapú vegyületek osztályára. "Ez szobahőmérsékleti szupravezető képességet mutat, olvadási átmenetet nagyon alacsony hőmérsékleten szokatlan szupravezető-superfluid állapotba, magas proton diffúziót és nagy energia sűrűségű tárolást."
Más szavakkal: várhatóan olyan anyag lesz, amely szobahőmérsékleten határozatlan időre vezet áramot - hasznos kvantumjellemző -, és nagyon egyszerűen tárolja az energiát. Általában a szupravezetők csak nagyon alacsony hőmérsékleten szupravezetnek.
A fémhidrogén évtizedek óta tartó vadászata sok más anyaghoz vezette a kutatókat, amelyek valamivel alacsonyabb nyomáson mutatják ezen tulajdonságok legalább egy részét. De ehhez a kutatóknak bonyolult módon kellett keverni a hidrogént más vegyületekkel. A kutatók szuperhidridnek hívják őket. A szuperhidridek, vagy maga a fémhidrogén, egy nap jelentősen továbbfejlesztett technológiákhoz vezethetnek az energia szállítására és tárolására, többek között az előrelépésekkel, a Live Science korábban beszámolt
A bolygó tudósai azt is gondolják, hogy a fémhidrogén elrejtőzhet olyan nehéz bolygókban, mint a Jupiter. De annak megértése, hogy mindez működik, szükség van valamilyen cucc előállítására a Földön.
A probléma az volt, hogy a fémhidrogén olyan nyomáson képződik, amely meghaladja még a legszélsőségesebb nagynyomású laboratóriumok kapacitásait is. A szélsőséges, tartós nyomás előállítására szolgáló standard módszer laboratóriumban egy apró minta összetörése két szuperkemény gyémánt pontja között. De amint a Live Science korábban beszámolt, a 400 gigapaszkálon túl még a legkeményebb "gyémánt üllőcellák" is törni kezdenek.
2016-ban egy kutatócsoport állítása szerint fémes hidrogént hozott létre gyémánt üllőberendezésben, de csak korlátozott mennyiségű adatot gyűjtött be. És féltek attól, hogy elengedjék a mintát a gyémánt üllőcellájukból, hogy ne sérüljenek meg. Más kutatók, köztük Loubeyre, abban az időben azt mondták a Forbes-nek, hogy nem bízta meg a cikk - amely fémes hidrogéntartalmát csak egyetlen adatpontra alapozta: az anyag reflexiós képességére.
Később a tudósok azt állították, hogy elveszítették a mintájukat, miután gyémánt üllőcellájuk eltört.
Az új tanulmány azt állítja, hogy fémes hidrogént állít elő elsősorban abban, ahogyan a minta megváltoztatja az infravörös sugarakat, amikor az üllő alkalmazkodik és nyomást fejt ki. Egyrészt a kutatók megismételték kísérletüket, és a nyomást felfelé és lefelé hangolva úgy alakították ki, hogy az anyag "látszólag fémes és nem fém állapotokból" oda-vissza átalakuljon. A magas nyomás elérésének kulcsa - a szerzők írták - a gyémántok pontos alakja volt - tökéletesen toroidosvá tették a fókuszált ion sugárzásnak nevezett eljárás révén.
A tanulmányt azonban nem vizsgálták meg szakmai felülvizsgálatnak, és továbbra is látni kell, hogy a nagyobb nagynyomású fizika közösség hogyan reagál erre az állításra.
