Kas yra metalinis vandenilis?

Metalinis vandenilis yra ypač suspaustas vandenilis, randamas dujų milžinų ir žvaigždžių šerdyje. Kadangi vandenilis patenka į periodinės lentelės šarminio metalo stulpelį, jau kurį laiką buvo žinoma, kad jis gali būti metalas, tačiau tik esant dideliam slėgiui. Metalinis vandenilis susmulkinamas taip stipriai, kad atomų branduolius skiria tik tanki elektronų sriuba, kuri teka tarp jų. Tačiau jis yra žymiai mažesnis nei neutronis, kur elektronai susilieja su vandenilio protonais ir sudaro neutronus. Kaip ir visi metalai, šis yra laidus ir reikalauja elektros srovės, kad būtų galima išmatuoti metalizaciją.

Ši medžiaga buvo susintetinta tik laboratorinėmis sąlygomis, 1996 m., Lawrence’o Livermore’o nacionalinėje laboratorijoje. Jis egzistavo tik maždaug mikrosekundę, o norint pasiekti, reikėjo tūkstančių laipsnių temperatūros ir daugiau nei milijono atmosferų slėgio. Tai buvo staigmena, nes anksčiau buvo manoma, kad metaliniam vandeniliui gaminti reikalingas kietas (labai šaltas) vandenilis. Ankstesniuose eksperimentuose kietasis vandenilis buvo veikiamas slėgiu iki 2.5 milijono atmosferų, nesant jokio aptinkamo metalizavimo, todėl eksperimentas, apimantis karšto vandenilio suspaudimą, buvo sukurtas siekiant išmatuoti kitas medžiagos savybes, o ne siekiant gaminti metalinį vandenilį. Nepaisant to, pirmą kartą jis buvo pagamintas taip.

Nors Lawrence’o Livermore’o nacionalinėje laboratorijoje pagamintas metalinis vandenilis buvo kietas, buvo iškelta teorija, kad gali būti įmanoma sukurti skystą versiją, jei bus naudojamas dar didesnis, maždaug 4 milijonų atmosferų, slėgis. Skaičiavimai taip pat nustatė, kad ši medžiaga gali būti superlaidininkas kambario temperatūroje, nors praktiniais tikslais ši savybė būtų šiek tiek nenaudinga, nes kaštai ilgą laiką kažką suspausti iki daugiau nei milijono atmosferų yra daug brangesni nei ką nors atvėsinti. iki beveik absoliutaus nulio. Tačiau yra nedidelė tikimybė, kad gali būti metastabilus metalinis vandenilis, ty toks, kuris išlaiko savo fazę net pašalinus slėgį.

Manoma, kad metalinis vandenilis egzistuoja didesnių mūsų saulės sistemos dujų milžinų – Jupiterio ir Saturno – šerdyje, taip pat vandenilio apvalkale, esančiame netoli Saulės šerdies.