Franču pētnieku komanda tiešsaistē ievietojusi rakstu, kurā viņi apgalvo, ka ir sasnieguši ekstrēmspiediena materiālu zinātnes svēto Grālu: metāliska ūdeņraža radīšanu laboratorijā.
Fizikiem kopš pagājušā gadsimta 30. gadiem ir aizdomas, ka ārkārtēja spiediena apstākļos ūdeņraža atomi - vieglākie atomi uz periodiskās tabulas, kas kodolos satur tikai vienu protonu - var radikāli mainīt to īpašības. Normālos apstākļos ūdeņradis labi nevada elektrību un mēdz sapāroties ar citiem ūdeņraža atomiem - līdzīgi kā skābeklis. Bet fiziķi uzskata, ka, ievērojot pietiekamu spiedienu, ūdeņradis darbosies kā sārmu metāls - elementu grupa, ieskaitot litiju un nātriju, kuriem katram ir viens elektrons attālākajās orbitālēs, ar kuriem tie ļoti viegli apmainās. Visa periodiskā tabula ir organizēta ap šo ideju, un ūdeņradis pirmajā kolonnā ir novietots virs citiem sārmu metāliem. Bet efekts nekad nav bijis pārliecinoši redzams laboratorijā.
Tagad dokumentā, kas iesūtīts 13. jūnijā pirmsdrukas žurnālā arXiv, pētnieku grupa, kuru vadīja Pols Loubeirejs no Francijas atomenerģijas komisijas, apgalvo, ka ir to atdalījusi. Sasmalcināti starp divu dimantu punktiem līdz aptuveni 4,2 miljoniem reižu Zemes atmosfēras spiedienam jūras līmenī (425 gigapaskali), viņi saka, ka viņu ūdeņraža paraugam parādītas metāliskās īpašības.
"Metāla ūdeņradis ir galvenais hidrīds," rakstīja pētnieki, atsaucoties uz ūdeņraža bāzes savienojumu klasi ar ārkārtējām īpašībām. "Tam var būt supervadītspēja istabas temperatūrā, ļoti zemā temperatūrā kausēšanas pāreja neparastā supravadīšanas-superšķidruma stāvoklī, augsta protoniskā difūzija un augsta enerģijas blīvuma uzkrāšana."
Citiem vārdiem sakot, sagaidāms, ka tas būs materiāls, kas istabas temperatūrā bezgalīgi vada elektrību - noderīga kvantu īpašība - un ļoti viegli uzglabā enerģiju. Parasti supravadītāji vada tikai ļoti zemā temperatūrā.
Gadu desmitiem ilgā metāliskā ūdeņraža medības ir novedušas pētniekus pie daudziem citiem materiāliem, kuriem pie nedaudz zemāka spiediena ir vismaz dažas no šīm īpašībām. Bet, lai to izdarītu, pētniekiem sarežģītā veidā bija jāsajauc ūdeņradis ar citiem savienojumiem. Pētnieki tos sauc par superhidrīdiem. Superhidrīdi vai pats metāliskais ūdeņradis kādu dienu, cita starpā, varētu novest pie ievērojami uzlabotām enerģijas pārnešanas un uzglabāšanas tehnoloģijām, iepriekš ziņoja Live Science
Planētu zinātnieki arī domā, ka metāliskais ūdeņradis varētu slēpties īpaši smagajās planētās, piemēram, Jupiterā. Bet, lai saprastu, kā viss tas darbojas, ir jāražo kaut kas no Zemes.
Problēma bija tā, ka šķietami metāliskais ūdeņradis veidojas pie spiediena, kas pārsniedz pat visizcilāko augstspiediena pētījumu laboratoriju iespējas. Standarta metode ārkārtēja, ilgstoša spiediena radīšanai laboratorijā ietver sīka parauga sasmalcināšanu starp divu īpaši cieto dimantu punktiem. Bet, kā jau iepriekš ziņoja Live Science, pārsniedzot 400 gigapaskālus, pat vissmagākās "dimanta laktas šūnu ierīces" sāk saplīst.
2016. gadā pētnieku grupa apgalvoja, ka ir izveidojusi metālisku ūdeņradi dimanta laktas ierīcē, bet apkopoja tikai ierobežotus datus. Un viņi baidījās atbrīvot savu paraugu no dimanta laktas šūnas, lai tā netiktu sabojāta. Citi pētnieki, tostarp Loubeire, tolaik Forbes sacīja, ka viņus nepārliecina šis dokuments - kas metāliskā ūdeņraža prasību pamatoja tikai ar vienu datu punktu: materiāla atstarošanos.
Vēlāk zinātnieki teica, ka viņi ir pazaudējuši paraugu pēc tam, kad bija sabojājusies dimanta laktas šūnu ierīce.
Jaunais pētījums balstās uz apgalvojumu par metāliska ūdeņraža ražošanu galvenokārt ar to, kā paraugs maina infrasarkanās gaismas starus, piemērojot laktu un izlaižot spiedienu. Pirmkārt, pētnieki atkārtoja savu eksperimentu, noskaņojot spiedienu uz augšu un uz leju, lai izraisītu materiāla "pāreju" uz priekšu un atpakaļ no acīmredzami metāliskiem uz nemetāliskiem stāvokļiem. Autori rakstīja, ka atslēga sasniegt šos paaugstinātos spiedienus bija precīza dimantu forma - perfekti toroidāla, izmantojot procesu, ko sauc par koncentrētu jonu starojumu.
Tomēr pētījums nav salīdzinoši recenzēts, un paliek tikai redzēt, kā uz šo apgalvojumu reaģēs lielāka fizikālo personu augstspiediena sabiedrība.
