Naukowcy z Harvardu stworzyli metaliczny wodór

3

Naukowcy z Uniwersytetu Harvarda ogłosili, że udało im się wytworzyć wodór w stałym, metalicznym stanie. “To Święty Graal fizyki wysokich ciśnień” – podkreślają naukowcy.

Poszukiwania wodoru w tym stanie skupienia trwały od lat 30. XX wieku, kiedy teoretycznie przewidziano możliwość istnienia metalicznego wodoru*. Wodór w warunkach normalnych, w przeciwieństwie do innych pierwiastków pierwszej grupy, nie jest metalem w stanie ciekłym lub stałym, lecz gazem. Spekuluje się, że metaliczny wodór w formie ciekłej pod dużym ciśnieniem grawitacyjnym znajduje się we wnętrzach olbrzymich planet gazowych takich jak Jowisz, Saturn czy w niektórych egzoplanetach.*

26 stycznia grupa prof. Isaaca Silvery z Uniwersytetu Harvarda ogłosiła, że udało się wytworzyć metaliczny wodór. W tym celu próbka została poddana ciśnieniu 495 GPa. Naukowcy przewidują, że tak wytworzona struktura jest metastabilna, co oznacza, że pozostaje metalem nawet po zdjęciu ogromnego ciśnienia. Kolejne przewidywania dotyczą charakteru metalicznego wodoru jako nadprzewodnika.

Wykres fazowy wodoru pokazuje jak zachowuje się ten pierwiastek w różnych warunkach (temperatura i ciśnienie). Odkryty właśnie metaliczny wodór znajduje się na na dole po prawej stronie (niska temperatura, wysokie ciśnienie)

Wykres fazowy wodoru pokazuje jak zachowuje się ten pierwiastek w różnych warunkach (temperatura i ciśnienie). Odkryty właśnie metaliczny wodór znajduje się na na dole po prawej stronie (niska temperatura, wysokie ciśnienie)

Nadprzewodniki to materiały, które mają zerowy opór elektryczny. Dotychczas udało się je zaobserwować w niektórych pierwiastkach (ołów, rtęć), stopach, ceramikach czy materiałach organicznych, ale tylko bardzo niskich temperaturach (kilkadziesiąt kelwinów). Odkrycie nadprzewodników w temperaturze pokojowej, jakim mógłby być zaobserwowany właśnie metaliczny wodór miałoby ogromny wpływ na wiele dziedzin życia. Powstać mogłyby magnetycznie lewitujące pociągi, bardziej wydajne samochody elektryczne czy bardziej wydajne akumulatory.

Dodatkowo, metaliczny wodór mógłby służyć jako paliwo rakietowe o wyjątkowej wydajności. Prof. Silvera tłumaczy, że do wytworzenia takiego paliwa potrzebna byłaby ogromna energia, która podczas powrotnej zamiany na wodór cząsteczkowy byłaby uwalniana. Przewiduje się, że takie paliwo osiągałoby parametry kilkukrotnie lepsze niż najlepsze obecnie paliwa.

Więcej informacji: http://news.harvard.edu/gazette/story/2017/01/a-breakthrough-in-high-pressure-physics/

(Autorem tekstu jest Adam Dąbrowski, Blue Dot Solutions na podstawie HARVARD gazette)

[1] Wigner, E.; Huntington, H.B., “On the possibility of a metallic modification of hydrogen”. Journal of Chemical Physics. 3 (12): 764, 1935. doi:10.1063/1.1749590.

[2] Stevenson D. J., “Metallic helium in massive planets”. PNAS 2008 105 (32) 11035-11036; doi:10.1073/pnas.0806430105

Share.

3 komentarze

  1. Gdyby metastabilny metaliczny wodór istniał to już dawno byłby znaleziony w skalach ziemskich. Przecież nasze słońce jest gwiazdą 3 generacji, zatem cały układ słoneczny powstał z odpadów supernowych. A metaliczny wodór powinien istnieć rownież we wnętrzach tych gwiazd (ciśnienie pow 500 GPa) wiec jakieś pozostałości powinny być rozproszone po kosmosie tego metalicznego wodoru.

  2. Jestem laiczką ale coś mi się nie wydaje aby metastabilność wodoru była wieczna. Więc może nie bijmy piany pisząc artykuły?

  3. Trochę nie rozumiem wielkiego szumu związanego z publikacją tego artykułu. Czytałem już wiele krytyki pod adresem autorów tego eksperymentu. Pozostaje wiele pytań dotyczących metodyki badania, nie zostało też ono jeszcze powtórzone, nie została sprawdzona metastabilność. Opublikowane dane dowodzące stałej metaliczności również mają luki. Już parę razy w ostatnich latach było to ogłaszane, a później okazywało się, że były jakieś błędy w pomiarach. Zgodzę się, że byłby to postęp, ale jeszcze poczekajmy 😉