Fizikams nedaug trūksta iki metalinio vandenilio pagaminimo, ir tai gali viską pakeisti

vandenilio megaevoliucija

Paprasčiausią ir labiausiai paplitusį, pačioje pirmoje periodinės lentelės vietoje stovintį elementą neturėtų būti sunku perprasti, juk taip? „Kas begali būti paprasčiau už elektrono ir protono kombinaciją?“ klausia Neil Aschcroft, Cornellio universiteto fizikos teoretikas. Tačiau numanomai jo metalinei forma toks paprastumas tikrai nebūdingas – veikiau jau atvirkščiai. Atrodo, vandenilio fizika sudėtingėja įkandin augančio slėgio. Kažkokia megaevoliucija.

Įprastas vandenilis, kambario temperatūroje ir atmosferos slėgyje yra dujos. Bet gerokai spustėlėjus ar atšaldžius, vandenilis sukietėja. Kaitinamas spaudžiant, jis gali transformuotis į skystį. Lyg ir nieko ypatingo – paprastas vanduo taip pat gali būti dujinės, skystos ir kietos būsenos. Labiausiai glumina spėjama teorinė vandenilio galimybė dar ekstremalesnėmis sąlygomis tapti metalu. 

Mokslininkus nuolat stulbina pirmojo periodinės sistemos elemento sudėtingumas. Vandenilio keistenybių sąraše puikuojasi ir jo galimybė tapti metalu, kuris, kaip ir kiti metalai, gali perduoti energiją, gal net visų efektyviausiai.

Pritaikymas

Vandenilio pavertimas metalu ne tokia paprasta užduotis, kaip vylėsi mokslininkai.

Dabar šio tikslo siekia dvi komandos. Naudodamos skirtingus metodus specializuotose laboratorijose, šios dvi mokslininkų komandos vandenilį veikia galingais elektros impulsais arba lazerio žybsniais. Arba spaudžia vandenilio dujas deimantais.

Komandų, siekiančių kietą arba skystą vandenilį paversti metaline jo versija, tikslai skiriasi.

Viena siekia iš kieto metalinio vandenilio sukurti superlaidininką. Praeitą sausį vykę bandymai buvo perspektyvūs. Pasak fiziko Harvardo universiteto metalinio vandenilio padalinio vadovo Isaaco Silvera'os, tai būtų revoliucinis atradimas. Jei metalinis vandenilis savo superlaidumą išlaikytų ir nustojus spausti, tada tai galėtų būti superlaidininkas, galintis funkcionuoti kambario temperatūroje. Idealus laidininkas, kuriuo elektros srovė teka, neprarasdama energijos, be jokios varžos. Efektyvus, galingas, turintis nesuskaitomą daugybę pritaikymo sričių, galinčių paveikti kasdienį žmonių gyvenimą.

Antroji grupė žvelgia dar toliau ir kreipia žvilgsnį į kosmosą. Jų eksperimentai kol kas įtikinamiausiai pademonstravo „metalinę“ vandenilio elgseną. Bet tai buvo skystas vandenilis. Skystas metalinis vandenilis galėtų atsakyti į daug labiausiai gluminančių klausimų apie milžiniškas dujines planetas. Šiose dujinėse milžinėse pilna vandenilio. Pavyzdžiui, gali būti, kad Jupiterio magnetinį lauką, sukuria skystas magnetinis vandenilis. Tai galėtų paaiškinti ir neįprastą Saturno šviesumą — galbūt jį sukelia vandenilio sąveika su heliu planetos viduje.

Kokia bebūtų, kieta ar skysta, vandenilio metalinė forma ateityje tikrai praverstų. Tikėkimės, tai bus artima ateitis.

Randy Montoya
Sandia Labs