80年の検索の終わりに金属水素の生産に非常に近い科学者

理論家は長い間、高圧では水素が金属になる可能性があると予測してきました。新しい研究では、科学者が80年間追求してきたブレークスルーへの小さな一歩であったかもしれません。新しい研究はまだ完了していません。

科学者は、何十年もの間、水素が高圧下で金属になる可能性があると予測していました。水素は、大気圧の400万倍の圧力下で金属の特性を発揮しますが、電気も伝達すると考えられていました。この素材を追いかけている研究者は、長年にわたって疑わしい結果をもたらしてきました。

米国、ドイツ、フランスの研究者は、水素を高圧で圧縮することにより、この段階で特性を研究しました。これらの科学者が発行した最近の記事は、金属水素に関してこれまでに得られた最も強力な証拠を示しています。一方、研究はまだ完了していません。

水素が固体から金属に変化

物理学者のユージン・ポール・ウィグナーは、80年前に水素に圧力がかかると、元素は最初に固化してから金属になると主張しました。理論を証明するためにこの大きさの圧力をかけることは非常に困難です。

フランス原子力委員会のポール・ルーベアが率いる新しい研究では、ダイヤモンドアンビルセルと呼ばれるツールの助けを借りて、水素がダイヤモンドの端の間で圧縮されました。次に、SOLEIL電子加速器で赤外線放射を使用してサンプルを観察しました。

300 GPa（3,000億パスカル、海面での気圧は10万1千325パスカル）を超えると、水素が固化し、可視光線が透過しなくなりました。 425 GPaの温度で絶対零度を80度超えると、水素は赤外線を透過しなくなりました。これは、水素が固体状態から金属に変化した証拠と見なされます。

科学者はまだ金属水素について確信を持っていない

Loubeyreは、圧力を下げて新しい測定を行うことで、ダイヤモンドの端から水素が漏れないことを確認しようとしていることに注目しました。 Loubeyreによると、その結果は2つです。まず、比較的新しいダイヤモンドアンビルセルが使用されました。その名前は、トロイダル（環状）ダイヤモンドアンビルセルおよび従来のダイヤモンドアンビルセルと比較して高い圧力に耐えるように設計されています。第二に、波長を測定する分光計もSOLEILの実験に含まれていました。したがって、ダイヤモンド中の水素のさまざまな特性を同時に測定する機会が得られました。

研究者は、彼らの研究がNatureに掲載されているにもかかわらず、金属水素を厳密に観察したと主張していません。科学者は「金属水素への変換の可能性」と言って満足しています。機器の精度には限界があるため、研究者は小さな発電ギャップの可能性を否定していません。ベルトギャップは、材料を導体に変換するために必要な少量の入力エネルギーです。これは、実際に世代間ギャップがある場合、研究者はまだ水素金属の生成を示していないことを意味します。

しかし、カーネギー科学研究所のザック・ゲボールは、この研究が水素の金属特性のさらなる研究のベンチマークであることを強調しています。 Geballeは、材料の両側に電極を配置することにより、材料を通過する電流を測定する時が来たと考えています。 ミハイル・エレメッツ率いる別のチームが書いた記事では、350 GPaから440 GPaの圧力で水素はまだ固体のままであると述べられています。