Prantsuse teadlaste meeskond on postitanud veebis paberi, milles nad väidavad, et on saavutanud ekstreemse rõhuga materjalide teaduse püha graali: luues laboris metalse vesiniku.
Füüsikud on alates 1930. aastatest kahtlustanud, et äärmise rõhu korral võivad vesinikuaatomid - perioodilise tabeli kergeimad aatomid, mis sisaldavad tuumades vaid ühte prootonit - nende omadusi radikaalselt muuta. Tavaolukorras ei juhiks vesinik elektrit hästi ja kipub paaristuma teiste vesinikuaatomitega - sarnaselt hapnikuga. Kuid füüsikud usuvad, et piisava rõhu all toimib vesinik leelismetallina - elementide rühmana, sealhulgas liitium ja naatrium, mille mõlemal on äärepoolseimates orbitaalides üks elektron, mida nad vahetavad väga lihtsalt. Kogu perioodiline tabel on korraldatud selle idee ümber, esimeses veerus on vesinik muude leelismetallide kohal. Kuid seda efekti pole laboris kunagi lõplikult näinud.
Nüüd väidab 13. juunil eeltrükiajakirjale arXiv postitatud paberis Prantsuse aatomienergia komisjoni Paul Loubeyre juhitud teadlaste meeskond, et ta on selle lahti lasknud. Purustatud kahe teemandi punktide vahel kuni umbes 4,2 miljonit korda Maa atmosfäärirõhuni merepinnal (425 gigapaskalit), väitsid nad, et nende vesinikuproov näitas metalliomadusi.
"Metallvesinik on ülim hüdriid," kirjutasid teadlased, viidates vesinikupõhiste ühendite klassile, millel on erakordsed omadused. "Sellel võib olla ülijuhtivus toatemperatuuril, sulamine üleminek väga madalal temperatuuril ebaharilikku ülijuhtiv-ülivedeliku olekusse, kõrge prootonne difusioon ja kõrge energiatihedusega akumulatsioon."
Teisisõnu - see on eeldatavasti materjal, mis juhib toatemperatuuril tähtajatult elektrit - kasulik kvantomadus - ja salvestab energiat väga lihtsalt. Tavaliselt ülijuhid juhivad ülijuhte ainult väga madalatel temperatuuridel.
Aastakümneid kestnud metallilise vesiniku jaht on viinud teadlased hulga muude materjalide juurde, millel on mõnevõrra madalama rõhu korral vähemalt mõned neist omadustest. Kuid selleks pidid teadlased keerulisel viisil vesinikku teiste ühenditega segama. Teadlased nimetavad neid superhüdriidideks. Superhüdriidid või metalliline vesinik ise võivad ühel päeval viia muude edusammude hulka märkimisväärselt täiustatud energia transportimise ja salvestamise tehnoloogiateni, vahendas Live Science varem.
Planeediteadlased arvavad ka, et metalliline vesinik võib varitseda ülikergetel planeetidel, nagu Jupiter. Kuid mõistmine, kuidas kõik toimiv nõudis Maale mingite asjade genereerimist.
Probleem oli selles, et metalliline vesinik näib moodustavat rõhku, mis ületab isegi kõige äärmuslikumate kõrgsurveuuringute laborite suutlikkuse. Standardne meetod pideva püsiva rõhu tekitamiseks laboris hõlmab pisikese proovi purustamist kahe ülikõva teemandi punktide vahel. Kuid nagu Live Science on varem teatanud, hakkavad pärast 400 gigapaskalit purunema isegi kõige raskemad "teemandi alasi raku seadmed".
Aastal 2016 väitis teadlaste meeskond, et on loonud teemant alasi seadmes metallilise vesiniku, kuid kogus vaid piiratud andmeid. Ja nad kartsid, et vabastavad oma proovi teemandi alaseliku haardest, et see ei saaks vigastada. Teised teadlased, sealhulgas Loubeyre, ütlesid Forbes'ile, et neid paber ei veennud - metallilise vesiniku väite aluseks oli vaid üks andmepunkt: materjali peegelduvus.
Hiljem ütlesid teadlased, et kaotasid proovi pärast teemandi alasi raku seadme purunemist.
Uus uuring põhineb oma väitel metallilise vesiniku tootmisest peamiselt sellel, kuidas proov muudab alasi rakendamisel ja rõhu vähendamisel infrapunakiirguse kiirte. Esiteks kordasid teadlased oma eksperimenti, häälestades rõhku üles ja alla, et põhjustada materjali "üleminekut" näiliselt metallilistest mittemetallilistest olekutest edasi-tagasi. Autorid kirjutasid, et nende kõrgete rõhkude saavutamise võti oli teemantide täpne kuju - need olid fokuseeritud ioonkiirguse teel suurepäraselt toroidaalsed.
Uuringut ei ole siiski eelretsenseeritud ja jääb üle vaadata, kuidas suurem kõrgrõhkkonna füüsika kogukond sellele väitele reageerib.
