Skupina francoskih raziskovalcev je na spletu objavila članek, v katerem trdijo, da so dosegli sveti gral znanosti o materialih pod izjemnim pritiskom: ustvarjanje kovinskega vodika v laboratoriju.
Fiziki že od tridesetih let prejšnjega stoletja sumijo, da bi lahko pod ekstremnimi pritiski atomi vodika - najlažji atomi v periodični tabeli, ki vsebujejo le en proton v jedrih - radikalno spremenili svoje lastnosti. V normalnih okoliščinah vodik ne deluje dobro z električno energijo in se ponaša z drugimi atomi vodika - tako kot kisik. Toda fiziki verjamejo, da bo vodik ob zadostnem pritisku deloval kot alkalna kovina - skupina elementov, vključno z litijem in natrijem, da ima vsak po svojih najbolj zunanjih orbitalih en elektron, ki si ga zelo enostavno izmenjujejo. O tej ideji je organizirana celotna periodična tabela, v prvem stolpcu je vodik postavljen nad druge alkalne kovine. Toda učinek ni bil nikoli dokončno viden v laboratoriju.
Zdaj v članku, objavljenem 13. junija v reviji za tisk arXiv, skupina raziskovalcev, ki jo je vodil Paul Loubeyre iz Francoske komisije za atomsko energijo, trdi, da jo je odstranila. Kot kaže, da je njihov vzorec vodika pokazal kovinske lastnosti, zdrobljen med točkama dveh diamantov do približno 4,2 milijona krat večjih od zemeljskega atmosferskega tlaka na morju (425 gigapaskalov).
"Kovinski vodik je najboljši hidrid," so zapisali raziskovalci, ki se nanašajo na razred spojin, ki temeljijo na vodiku, z izjemnimi lastnostmi. "Lahko ima superprevodnost sobne temperature, talilni prehod pri zelo nizki temperaturi v nenavadno stanje superprevodno-presežno tekočina, visoko protonsko difuzijo in visoko shranjevanje gostote energije."
Z drugimi besedami, pričakovati je, da bo to material, ki električno energijo neomejeno vodi pri sobni temperaturi - koristna kvantna lastnost - in zelo enostavno shranjuje energijo. Običajno so superprevodniki samo superprevodni pri zelo nizkih temperaturah.
Desetletni lov na kovinski vodik je raziskovalce pripeljal do številnih drugih materialov, ki ob nekoliko nižjih pritiskih kažejo vsaj nekatere od teh lastnosti. Toda za to so morali raziskovalci na zapletene načine mešati vodik z drugimi spojinami. Raziskovalci jih imenujejo superhidridi. Superhidridi ali sam kovinski vodik lahko nekega dne privede do izjemno izboljšanih tehnologij za transport in skladiščenje energije, med drugim pa je že poročal Live Science
Planetarni znanstveniki tudi menijo, da kovinski vodik lahko skriva na ultra težkih planetih, kot je Jupiter. Toda razumevanje, kako vse, kar deluje, zahteva ustvarjanje nekaterih stvari na Zemlji.
Težava je bila v tem, da se zdi, da kovinski vodik nastaja pri pritiskih, ki presegajo zmogljivosti tudi najbolj ekstremnih raziskovalnih laboratorijev pod visokim pritiskom. Standardna metoda za ustvarjanje ekstremnega, trajnega pritiska v laboratoriju vključuje drobljenje drobnega vzorca med točkama dveh super trdih diamantov. A kot že poroča Live Science, se po 400 gigapaskalov začnejo lomiti tudi najtežje naprave z diamantnimi nakovanci.
Leta 2016 je skupina raziskovalcev trdila, da so v napravi z diamantnim nakovnikom ustvarili kovinski vodik, vendar so zbrali le omejene podatke. In bali so se, da bi izvzeli svoj vzorec iz oprijema njihove diamantne nakopalniške celice, da se ne poškodujejo. Drugi raziskovalci, vključno z Loubeyrejem, so takrat povedali za Forbes, da jih ta dokument ni prepričal - ki je svojo trditev o kovinskem vodiku temeljil na samo eni podatkovni točki: odsevnosti materiala.
Kasneje so znanstveniki povedali, da so izgubili vzorec, potem ko so jim zlomili diamantno celično napravo.
Nova študija temelji na trditvi, da kovinski vodik ustvarja predvsem na način, kako vzorec spreminja žarke infrardeče svetlobe, ko nakovanca nalaga in sprošča pritisk. Na primer, raziskovalci so ponovili svoj eksperiment in prilagodili pritisk navzgor in navzdol, da bi material povzročil "prehod" naprej in nazaj iz navidezno kovinskih v nekovinska stanja. Avtorji so zapisali, da je ključ za doseganje teh visokih pritiskov natančna oblika diamantov - popolnoma toroidna s postopkom, imenovanim fokusirano ionsko žarka.
Vendar pa študija ni bila predmet strokovnega pregleda in še ni treba videti, kako se bo na to trditev odzvala večja skupnost fizike pod visokim pritiskom.
