Ett team av franska forskare har publicerat ett papper online där de påstår sig ha uppnått den heliga gralen för materialtryck i extremtryck: att skapa metalliskt väte i ett laboratorium.
Fysiker har sedan 1930-talet misstänkt att väteatomer - de lättaste atomerna på det periodiska bordet, som bara innehåller en enda proton vardera i kärnorna - radikalt kan förändra sina egenskaper. Under normala omständigheter leder väte inte elektricitet väl och tenderar att para ihop med andra väteatomer - precis som syre gör. Men fysiker tror att väte kommer att fungera som en alkalimetall - med en grupp element, inklusive litium och natrium, som var och en har en enda elektron i sina yttersta orbitaler, som de utbyter mycket lätt. Hela periodiska tabellen är organiserad runt denna idé, med väte placerat ovanför de andra alkalimetallerna i den första kolumnen. Men effekten har aldrig visats på ett slutgiltigt sätt i ett laboratorium.
Nu, i ett papper som publicerades den 13 juni till förtryckstidsskriftet arXiv, hävdar ett forskargrupp under ledning av Paul Loubeyre från franska atomenergikommissionen att ha dragit av den. Krossade mellan punkterna av två diamanter till cirka 4,2 miljoner gånger jordens atmosfärstryck vid havsnivån (425 gigapascals), säger de att deras prov av väte visade metalliska egenskaper.
"Metalväte är den ultimata hydriden", skrev forskarna och hänvisade till en klass vätebaserade föreningar med extraordinära egenskaper. "Det kan uppvisa superledande rumstemperatur, en smältövergång vid mycket låg temperatur till ett ovanligt superledande-överflödigt tillstånd, en hög protonisk diffusion och en lagring av hög energitäthet."
Med andra ord förväntas det vara ett material som leder elektricitet på obestämd tid vid rumstemperatur - ett användbart kvantdrag och lagrar energi mycket enkelt. Normalt supraledare bara superledande vid mycket låga temperaturer.
Den årtionden långa jakten på metalliskt väte har lett forskare till en mängd andra material som vid något lägre tryck uppvisar åtminstone några av dessa egenskaper. Men för att göra det, måste forskare blanda väte med andra föreningar på komplicerade sätt. Forskare kallar dem superhydrid. Superhydrid, eller metalliskt väte i sig, kan en dag leda till mycket förbättrade tekniker för energitransport och lagring, bland andra framsteg, rapporterade Live Science tidigare
Planetforskare tror också att metalliskt väte kan lura i ultratunga planeter, som Jupiter. Men att förstå hur allt som fungerar krävde att det skapades några saker på jorden.
Problemet var att metalliskt väte verkar bildas vid tryck som ligger utanför kapaciteten för även de mest extrema högtrycksforskningslaboratorierna. Standardmetoden för att alstra extremt, långvarigt tryck i ett laboratorium innebär att ett litet prov krossas mellan punkterna för två superhårda diamanter. Men som Live Science tidigare har rapporterat, utöver 400 gigapascals, till och med de svåraste "diamantstädcellenheterna" börjar bryta.
Under 2016 hävdade ett forskarlag att ha skapat metalliskt väte i en diamantstädanordning, men samlade endast begränsade data. Och de var rädda för att släppa sitt prov från greppet om deras diamantstädcell, så att det inte skadas. Andra forskare, inklusive Loubeyre, berättade Forbes vid den tiden att de inte var övertygade av detta papper - som baserade dess metalliska vätepåståendet på bara en enda datapunkt: materialets reflektivitet.
Senare sa forskarna att de hade tappat sitt prov efter att deras diamantstädcellcell brast.
Den nya studien baserar påståendet att framställa metalliskt väte främst på det sätt som provet förändrar strålar med infrarött ljus när städet applicerar och släpper tryck. För en sak upprepade forskarna sitt experiment och ställde trycket upp och ner för att få materialet att "övergå" fram och tillbaka från uppenbarligen metalliska till icke-metalliska tillstånd. Nyckeln till att uppnå dessa höga tryck, skrev författarna, var den exakta formen på diamanterna - gjorda perfekt toroidala av en process som kallas fokuserad jonstrålning.
Studien har emellertid inte varit föremål för peer review, och det återstår att se hur det större högtrycksfysikgemenskapen kommer att reagera på detta påstående.
