Zinātnieki tuvojas ūdeņraža pārvēršanai metālā

Tāpat kā mūsdienu alķīmiķi, zinātnieki mēģina pārveidot kopīgu elementu par dārgmetālu. Tas nenozīmē svina padarīšanu par zeltu, bet elementārā ūdeņraža pārvēršanu par citu, līdz šim neredzētu ūdeņraža formu. Zinātnieki ir tantalizējoši tuvu pirmo cietā metāliskā ūdeņraža paraugu ražošanai, izmantojot jaudīgus lāzerus, elektriskos impulsus un citas modernas iekārtas. Tas nav vienkāršs varoņdarbs, bet, ja viņi gūs panākumus, tam varētu būt milzīgas sekas cilvēcei.

Ūdeņradis ir vienkāršākais elements, kas sastāv tikai no viena protona un viena elektrona. Tas pastāv milzīgos daudzumos zvaigznēs, jo tas lēnām saplūst hēlijā un pēc tam smagākos elementos. Tāpat kā citi gāzveida elementi, ūdeņradis var mainīt fāzes, pamatojoties uz temperatūru un spiedienu. Zinātnieki ierosina, ka metālisks ūdeņradis varētu būt supravadītāju svētais grāls - materiālu klase, kas var pārraidīt elektrisko lādiņu, to vispār neaizkavējot. Supersvadītāji jau pastāv, un tos izmanto tādās mašīnās kā MRI un Lielais hadronu kolektors. Tomēr tie darbojas tikai tad, kad atdzesēti līdz ļoti zemai temperatūrai. Metālisks ūdeņradis varētu teorētiski darbojas kā supravadītājs istabas temperatūrā.

Ūdeņradis ir gāze istabas temperatūrā un atmosfēras spiedienā, bet to var atdzesēt līdz šķidram un pat cietam ūdeņraža ledum. Tas ir otrs virziens, kas var izraisīt metālisku ūdeņradi - ārkārtīgi augstu temperatūru un spiedienu. Jūs domājat, ka ūdeņradi kā vienkāršāko elementu būs viegli saprast. Tomēr, pakļaujoties lielam karstumam un spiedienam, fizika kļūst velnišķīgi sarežģīta. Ko mēs darīt zināt, ka, ja jūs pietiekami stipri saspiežat kādu elementu, tas kļūst par metālu, ļaujot elektroniem brīvi plūst gar tā virsmu. Kad jūs mēģināt to izdarīt ūdeņradim, ūdeņraža atomu pāri sāk apvienoties sarežģītās cietās kārtās, nevis metālā.

Tur ir tiek izmantotas vairākas pieejas metāliskā ūdeņraža meklējumos izpētīt kompleksā cietā ūdeņraža zināmās formas. Cerība ir tāda, ka galu galā viena no šīm metodēm radīs īstu metāla ūdeņradi. Vecākā metode, kas joprojām parāda solījumu, ir dimanta laktas. Šīs mazās ierīces izmanto divus konusveida dimantus, lai uz paraugu izdarītu neticamu spiedienu, kas pārsniedz miljonu atmosfēru, šajā gadījumā ūdeņradi. Tā pētnieki 2011. gadā atklāja cietā ūdeņraža ceturto fāzi. Diemžēl tas nebija metālisks ūdeņradis.

Daži pētnieki ir sākuši izmantot lāzerus mazu ūdeņraža paraugu spridzināšanai, īslaicīgi paaugstinot temperatūru un spiedienu līdz ļoti augstam līmenim. Šie eksperimenti ir parādījuši dažus labus pierādījumus par metāla izturēšanos, taču tā ir šķidrums metāls. Dažas komandas apvieno lāzerus ar dimanta laktām, cerot sacietēt šķidro metālu un novest to līdz istabas temperatūrai. Ja nekas no tā nedarbojas, Sandijas Nacionālo laboratoriju pētnieki ir sākuši izmantot intensīvus elektriskās strāvas pārrāvumus ('Z mašīna', kas parādīta iepriekš), lai ar lielu lielu ātrumu virzītu metāla plāksni ūdeņraža paraugos. Ja nekas cits neizdodas, acīmredzot sitiet to spēcīgāk.

Pašreizējā vienprātība ir tāda, ka metāla ūdeņradis pastāv Saules sistēmā tādos gāzes gigantos kā Jupiters un Saturns. Tas izskaidrotu dažas viņu neparastās īpašības. Ja mēs šeit, uz Zemes, varam ražot metālisku ūdeņradi, mēs varam daudz vairāk saprast par Saules sistēmu un šajā procesā izveidot ļoti foršas lietas.