Tím francúzskych vedcov uverejnil online dokument, v ktorom tvrdí, že dosiahol svätý grál vedy o extrémnych tlakoch: vytvorenie kovového vodíka v laboratóriu.
Fyzici od tridsiatych rokov 20. storočia podozrievali, že atómy vodíka - najľahšie atómy v periodickej tabuľke, obsahujúce iba jeden protón v jadre - môžu za extrémnych tlakov radikálne zmeniť svoje vlastnosti. Za normálnych okolností vodík nevedie dobre elektrinu a má tendenciu sa párovať s inými atómami vodíka - podobne ako kyslík. Fyzici sa však domnievajú, že pri dostatočnom tlaku bude vodík pôsobiť ako alkalický kov - skupina prvkov vrátane lítia a sodíka, z ktorých každý má vo svojich najvzdialenejších orbitáloch jeden elektrón, ktorý si veľmi ľahko vymieňajú. Celá periodická tabuľka je usporiadaná okolo tejto myšlienky, pričom vodík je umiestnený nad ostatnými alkalickými kovmi v prvom stĺpci. V laboratóriu sa však tento účinok nikdy presvedčivo nevidel.
V článku uverejnenom 13. júna v časopise arXiv pred tlačou tím vedcov, ktorý vedie Paul Loubeyre z Francúzskej komisie pre atómovú energiu, tvrdí, že ju stiahol. Rozdrvené medzi bodmi dvoch diamantov na asi 4,2 milióna krát atmosférický tlak Zeme na hladine mora (425 gigapascalov) hovoria, že ich vzorka vodíka preukázala kovové vlastnosti.
„Vodík kovu je dokonalým hydridom,“ píšu vedci o triede zlúčenín na báze vodíka s mimoriadnymi vlastnosťami. „Môže vykazovať supravodivosť pri izbovej teplote, prechod topenia pri veľmi nízkej teplote do neobvyklého supravodivého superfluidného stavu, vysokú protónovú difúziu a akumuláciu s vysokou hustotou energie.“
Inými slovami, očakáva sa, že to bude materiál, ktorý vedie elektrinu donekonečna pri izbovej teplote - užitočný kvantový znak - a veľmi ľahko ukladá energiu. Supravodiče sú zvyčajne supravodivé len pri veľmi nízkych teplotách.
Desaťročná honba za kovovým vodíkom viedla vedcov k množstvu ďalších materiálov, ktoré pri trocha nižších tlakoch vykazujú aspoň niektoré z týchto vlastností. Aby to však bolo možné, vedci museli komplikovane miešať vodík s inými zlúčeninami. Vedci ich nazývajú superhydridy. Superhydridy alebo samotný kovový vodík môžu jedného dňa viesť k výrazne vylepšeným technológiám na prepravu a ukladanie energie, okrem iného, uvádza spoločnosť Live Science.
Vedci z planéty si tiež myslia, že kovový vodík by sa mohol skrývať v ultra ťažkých planétach, ako je napríklad Jupiter. Ale pochopenie toho, ako všetko, čo funguje, vyžaduje generovanie niektorých vecí na Zemi.
Problém bol v tom, že sa zdá, že sa kovový vodík vytvára pri tlakoch, ktoré sú nad kapacitu aj tých najextrémnejších vysokotlakových výskumných laboratórií. Štandardná metóda na generovanie extrémneho trvalého tlaku v laboratóriu spočíva v rozdrvení malej vzorky medzi bodmi dvoch super tvrdých diamantov. Ako už predtým spoločnosť Live Science uviedla, po 400 gigapascaloch sa začnú zlomiť aj tie najťažšie „zariadenia s diamantovými kovadlinami“.
V roku 2016 tím vedcov tvrdil, že v diamantovom kovadlinovom zariadení vytvoril kovový vodík, ale zhromaždil iba obmedzené údaje. Báli sa, aby uvoľnili vzorku zo zovretia ich kosoštvorcovej kovadlinkovej bunky, aby sa nepoškodila. Iní vedci, vrátane Loubeyre, v tom čase povedali Forbesovi, že nie sú presvedčení, že tento dokument - ktorý založil svoje tvrdenie o kovovom vodíku na jedinom dátovom bode: odrazivosti materiálu.
Neskôr vedci povedali, že stratili vzorku po tom, čo sa zlomilo ich diamantové kovadlinové zariadenie.
Nová štúdia zakladá svoje tvrdenie, že kovový vodík sa vyrába primárne na spôsobe, akým vzorka mení lúče infračerveného svetla, keď kovadlina pôsobí a uvoľňuje tlak. Na jednej strane vedci zopakovali svoj experiment, vyladili tlak nahor a nadol, aby spôsobili, že sa materiál „pohybuje“ tam a späť zo zdanlivo kovových do nekovových stavov. Kľúčom k dosiahnutiu týchto vysokých tlakov, autori napísali, bol presný tvar diamantov - vyrobený dokonale toroidne procesom nazývaným sústredené iónové žiarenie.
Štúdia však nebola predmetom vzájomného preskúmania a je potrebné zistiť, ako na túto požiadavku zareaguje väčšia vysokotlaková fyzická komunita.
