Эксперименты позволили увидеть ранее невидимую форму водорода, которая существует только при чрезвычайно высоких давлениях — более чем в 3 миллиона раз превышающих давление в атмосфере Земли.Считается, что водород, который является одним из самых распространенных элементов во Вселенной, находится в этой форме под высоким давлением внутри Юпитера и Сатурна.
Исследователи по всему миру в течение многих лет пытались создать эту форму элемента, известную как металлическое состояние, которое считается святым Граалем в этой области физики. Считается, что эта форма водорода составляет большую часть внутренних частей Юпитера и Сатурна.
Металлическая и атомарная форма водорода, образовавшаяся при повышенных давлениях, впервые предположили, что существует 80 лет назад. Ученые безуспешно пытались подтвердить это в лабораторных экспериментах за последние четыре десятилетия.
В этом последнем исследовании, проведенном группой физиков из Эдинбургского университета, исследователи использовали пару алмазов, чтобы сжать молекулы водорода для регистрации давления, одновременно анализируя их поведение.Они обнаружили, что при давлении, в 3,25 миллиона раз превышающем давление в атмосфере Земли, водород перешел в новую твердую фазу, названную фазой V, и начал проявлять некоторые интересные и необычные свойства. Его молекулы начали разделяться на отдельные атомы, а электроны атомов стали вести себя как электроны металла.
Команда говорит, что недавно обнаруженная фаза — это только начало молекулярного разделения и что для создания чистого атомного и металлического состояния, предсказанного теорией, необходимо еще более высокое давление.Исследование, опубликованное в журнале Nature, было поддержано стипендией исследовательского совета по инженерным и физическим наукам.
Профессор Юджин Грегорянц из Школы физики и астрономии Эдинбургского университета, который руководил исследованием, сказал: «За последние 30 лет исследований высокого давления было зафиксировано множество заявлений о создании металлического водорода в лаборатории, но все эти заявления были позже опровергнуты. Наше исследование представляет первое экспериментальное доказательство того, что водород может вести себя так, как предсказывалось, хотя и при гораздо более высоких давлениях, чем считалось ранее. Это открытие поможет продвинуть фундаментальные и планетарные науки ».