Wygląda na to, że metaliczny wodór przestał być jedynie teorią
Naukowcy z Uniwersytetu Harvarda twierdzą, że udało im się sprowadzić wodór, czyli najczęściej występujący pierwiastek we Wszechświecie do… metalicznego, nadprzewodzącego stanu. Korzystając z imadła diamentowego badacze poddali próbkę gazowego wodoru działaniu ciśnienia o wartości wynoszącej ponad 495 miliardów paskali, czyli więcej niż w jądrze Ziemi.
„To pierwsza próbka metalicznego wodoru na Ziemi, a więc patrzycie na coś, co wcześniej nie istniało.” – Powiedział Isaac Silvera, który przewodził zespołowi. Należy tutaj jednak zaznaczyć, że inni naukowcy mają co do tych stwierdzeń zastrzeżenia – według nich to, co widać na poniższym zdjęciu w rzeczywistości tlenek glinu, który pochodzi z diamentowych głowic imadła.
Już od dawna uważa się, że wodór można skompresować do postaci metalicznej, w której ten pierwiastek przewodziłby prąd i działał jako nadprzewodnik. Co więcej, według naukowców, po przekształceniu w tę formę mógłby pozostać „metastabilny” jako ciało stałe, nawet po ochłodzeniu go do temperatury pokojowej oraz umieszczeniu w warunkach normalnego ciśnienia. W takiej sytuacji wodór mógłby służyć jako nadprzewodnik nawet bez konieczności utrzymywania stale niskiej temperatury oraz wysokiego ciśnienia. Do tej pory już kilka zespołów twierdziło, że udało im się uzyskać metaliczny wodór, jednak żaden z nich nie zdołał potwierdzić poprawności swoich eksperymentów.
Pod wpływem bardzo niskiej temperatury wodór można zamienić w ciecz, a dodatkowo zwiększając ciśnienie – w niemetaliczne ciało stałe, które nie przewodzi prądu. W 1935 roku dwaj fizycy z Uniwersytetu Princeton – Eugene Wigner oraz Bell Huntington, przewidzieli, że pod wpływem wystarczająco wysokiego ciśnienia ten pierwiastek można by zamienić w metal przewodzący prąd. Jednakże, wysokie ciśnienie powoduje, że wodór wciskany jest w defekty znajdujące się na powierzchni diamentu, powodując powstawanie pęknięć. Co więcej, lasery wykorzystywane do mierzenia ciśnienia oraz potwierdzania obecności metalu mogą przyczyniać się do nadmiernego wzrostu temperatury, jeszcze bardziej narażając diamentową powierzchnię na uszkodzenia.
Aby przezwyciężyć te problemy, zespół z Uniwersytetu Harvarda umieścił swoje diamentowe imadło w kriostacie, w którym temperatura utrzymywała wartość nieco wyższą od zera absolutnego. Dodatkowo, badacze do perfekcji opanowali nową technikę polerowania diamentów, która pozwoliła na wyeliminowanie jakichkolwiek nieregularności na powierzchni tego materiału. Dzięki temu wodór można było podać działaniu aż 495 miliardom paskali ciśnienia. Po oświetleniu imadła laserem o małej mocy, który nie uszkodziłby diamentu, odkryto zmianę w sposobie odbijania światła przez wodór. – „Nagle próbka zaczęła odbijać światło niczym lustro. Nie można nie uwierzyć w to, że mamy do czynienia z metalem.” – powiedział Silvera.
Mimo to inni naukowcy nie są przekonani co do tego, że zespół z Uniwersytetu Harvarda zaobserwował metaliczny wodór. Ich zdaniem, badacze błędnie określili wartość ciśnienia, a błyszczący materiał, który dostrzegli, a który widać na powyższym zdjęciu, mógł być pozostałością tlenku glinu z diamentowego imadła. – „Według mnie ta praca naukowa nie jest ani trochę przekonująca.” – powiedział francuski fizyk, Paul Loubeyre – „Jeżeli chcą, aby była przekonująca, muszą powtórzyć pomiary, rzeczywiście rejestrując zmiany wartości ciśnienia.”
Niemniej, zespół z Uniwersytetu Harvarda miał do dyspozycji tylko jeden Kriostat, a dodatkowych testów chciał uniknąć z obawy przed uszkodzeniem próbki. – „Teraz, skoro praca została zaakceptowana, będziemy przeprowadzać kolejne eksperymenty.” – powiedział Silvera – „To ogromne osiągnięcie, nawet jeśli to odkrycie istnieje tylko i wyłączenie w diamentowej komorze o pod bardzo wysokim ciśnieniem.
Miejmy nadzieję, że zespołowi uda się powtórzyć dotychczas otrzymane wyniki badań i potwierdzić to, że metaliczny wodór mógłby być nadprzewodnikiem w temperaturze pokojowej.
Źródło: EurekAlert
